Question

【題目】如圖所示，燈L上標(biāo)有“12V 3.6W”，定值電阻R1的阻值為10歐，滑動(dòng)變阻器R2上標(biāo)有“50Ω 1A”．閉合S1、S2 ， 燈L正常發(fā)光．電流表、電壓表的量程分別為0～3A，0～15V，求：
（1）燈正常發(fā)光時(shí)的電阻；
（2）滑動(dòng)變阻器允許連入的阻值范圍．
（3）斷開(kāi)S1、S2 ， 用一個(gè)新的電源去替代原來(lái)的電源，電流表、電壓表的量程分別為0～0.6A，0～3V．移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片過(guò)程中，要求兩個(gè)電表先后均能達(dá)到滿刻度且電路正常工作．求允許替換電源的范圍．

Answer 1

【答案】
（1）解：由P= 可得燈泡電阻：

RL= = =40Ω

（2）解：閉合S1、S2，燈L與滑動(dòng)變阻器R2并聯(lián)，電流表測(cè)量干路中的電流；

由于燈L正常發(fā)光，則電源電壓U=UL額=12V；

燈正常發(fā)光時(shí)的電流為IL= = =0.3A；

所以，當(dāng)滑動(dòng)變阻器達(dá)到允許通過(guò)的最大電流1A時(shí)，干路電流為1A+0.3A=1.3A＜3A，電流表是安全的．

所以滑動(dòng)變阻器允許連入最小值為R2最小= = =12Ω，

則滑動(dòng)變阻器的變阻范圍為12Ω≤R滑≤50Ω

（3）解：斷開(kāi)S1、S2，R1、R2串聯(lián)．

當(dāng)電流表示數(shù)最大時(shí)，I最大=0.6A，U最小=I最大R總最小=0.6A×10Ω=6V；

當(dāng)電壓表示數(shù)最大時(shí)，U2=3V，U=U1+U2=10Ω× +3V=3.6V，

此時(shí)電流表不可能達(dá)到最大，所以3.6V舍去．

當(dāng)I最大=0.6A且U2最大=3V時(shí)，U′最大=U1+U2=0.6A×10Ω+3V=9V；因題中要求兩個(gè)電表先后均能達(dá)到滿刻度，所以最大電壓應(yīng)為9V．

所以6V≤U≤9V

【解析】（1）已知燈泡額定電壓和額定功率，利用公式R= 得到燈泡電阻；（2）閉合S1、S2 ， 燈L、滑動(dòng)變阻器R2并聯(lián)．燈泡正常發(fā)光，說(shuō)明電源電壓等于燈泡額定電壓，滑動(dòng)變阻器兩端電壓等于額定電壓，已知滑動(dòng)變阻器兩端電壓和允許通過(guò)的最大電流，利用R= 得到滑動(dòng)變阻器阻值變化范圍；（3）斷開(kāi)S1、S2 ， R1、R2串聯(lián)．電壓表測(cè)量滑動(dòng)變阻器兩端電壓，電流表測(cè)量電路電流；根據(jù)電壓表、電流表允許的最大電壓、電流得到電源電壓的變化范圍．
【考點(diǎn)精析】認(rèn)真審題，首先需要了解歐姆定律及其應(yīng)用(歐姆定律的應(yīng)用： ① 同一個(gè)電阻，阻值不變，與電流和電壓無(wú)關(guān) 但加在這個(gè)電阻兩端的電壓增大時(shí)，通過(guò)的電流也增大．（R=U/I） ② 當(dāng)電壓不變時(shí)，電阻越大，則通過(guò)的電流就越小．（I=U/R） ③ 當(dāng)電流一定時(shí)，電阻越大，則電阻兩端的電壓就越大．（U=IR）)．