Question

【題目】如圖甲所示電路中，電源電壓可調(diào)，定值電阻R1的阻值為10Ω，R2為標(biāo)有“100Ω 1A”的滑動(dòng)變阻器燈泡L的規(guī)格為“6V 3W”，且燈絲電阻不隨溫度變化。只閉合開關(guān)S，S3時(shí)，燈泡L恰能正常發(fā)光。

(1)求燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻和此時(shí)的電源電壓；

(2)若電源電壓調(diào)為18V時(shí)，閉合S，S2 ，斷開S1 ，S3，電壓表的量程為0~15V，在電路安全的情況下，求滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值范圍；

(3)去掉電壓表。開關(guān)S、S1、S2、S3都閉合，此時(shí)電阻R1消耗的功率為3. 6W，將一電流表 A串聯(lián)在該電路的某一處，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P至某一處，使電流表A的示數(shù)為圖乙所示。請(qǐng)確定電流表A所有可能連接的位置，并計(jì)算出此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值R2(除不盡時(shí)結(jié)果保留一位小數(shù))

Answer 1

【答案】(1)12Ω；11V；(2) 6Ω~24Ω；(3) 電流表可能在R2支路或干路上； R2可能為20Ω或6.7Ω

【解析】

(1)只閉合S、S3時(shí)，L與R1串聯(lián)，L正常發(fā)光

則有

(2)S，S2閉合時(shí)，L與R2串聯(lián)，選0~15V量程，測(cè)R2兩端電壓，依題意當(dāng)U2=15V時(shí)，R2取值最大

根據(jù)

即

解得

R2大= 60Ω

當(dāng)I大=0.5A時(shí)，R2阻值最小

R2取值范圍6Ω~24Ω。

(3)S、S1、S2、S3都閉合時(shí)，R1與R2并聯(lián)，則

此時(shí)電源電壓為6V ，通過R1的電流為

由電流表表盤可知I=0.3A或I=1. 5A，所以電流表不可能在R1支路。可能在R2支路或干路上

① 在R2支路時(shí)，因R2允許最大電流為1A<1. 5A，則電流表示數(shù)只能是I2=0.3A

② 在干路時(shí)，因I1=0.6A>0.3A，所以電流表示數(shù)只能是I=1. 5A

R2可能為20Ω或6.7Ω。

答：(1)燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻為12Ω，此時(shí)的電源電壓為11V。

(2)若電源電壓調(diào)為18V時(shí)，閉合S，S2 ，斷開S1 ，S3，電壓表的量程為0~15V，在電路安全的情況下，滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值范圍是6Ω~24Ω。

(3) 電流表可能在R2支路或干路上，此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值R2可能為20Ω或6.7Ω。