Question

【題目】如圖甲所示，電源電壓恒定，滑動變阻器的規格為“30 Ω 1 A”，在AB間接入規格為“12 V 12 W”的燈泡，閉合開關，當變阻器的五分之一阻值連入電路時，燈泡正常發光。

(1)求燈泡正常工作時通過的電流和電源電壓。

(2)R0是在如圖乙所示的Ra和Rb之間任意取值的電阻，當在AB間接入電阻R0后，閉合開關，在保證電路安全的情況下，將滑片P從最右端向左滑動的過程中，電流表示數均出現過0.4 A(電流表選擇0～0.6 A量程)，求R0的取值范圍及電壓表示數的最大值和最小值。

Answer 1

【答案】(1) 18 V。(2) 3 V。

【解析】（1）燈泡正常工作時通過的電流為1 A ，電源電壓為18 V；

（2）R0的取值范圍為，電壓表示數的最大值為12V、最小值為3V。

（1）燈泡正常工作時電流即為電路中電流： ；滑動變阻器兩端電壓：

；由于串聯分壓，電源電壓為：

；

（2）由圖乙知， 時， ， ，則兩電阻阻值分別為：，當電流表的示數為0.4A時，電路中的總電阻，當滑動變阻器的滑片位于最右端時，的阻值最小，由串聯電路中總電阻等于各分電阻之和得：

，又因R0是Ra和Rb之間任意取值的電阻，所以，R0的最大阻值： ，所以，R0的取值范圍為；當，滑動變阻器的滑片位于最右端時（變阻器接入阻值最大），電壓表的示數最大，則電壓表的最大示數

；當，電路中的電流最大為0.6A時，R0兩端的電壓最大，電壓表的示數最小，此時兩端的最大電壓

，則電壓表的最小示數。

故答案為：（1）燈泡正常工作時通過的電流為1 A ，電源電壓為18 V；

（2）R0的取值范圍為，電壓表示數的最大值為12V、最小值為3V。