问题 问答题

如图所示,电源电压恒定不变,小灯泡L上标有“6V 3W”字样,已知R1=12Ω,滑动变阻器R2的最大阻值为20Ω,电流表量程为0-0.6A,电压表量程为0-3V,灯泡电阻不随温度变化,求:

(1)闭合S1、S2,断开S3,滑动变阻器滑片在最右端时,电路的总电阻是多少?

(2)保持滑片P不动,断开S1、S2、S3,此时灯泡的实际功率为0.75W,求电源电压是多大?

(3)只闭合S3,要保证电路中各元件安全,求滑动变阻器R2的取值范围.

答案

(1)闭合S1、S2,断开S3,滑动变阻器滑片在最右断时时,电阻R1与滑动变阻器R2的全部阻值并联,

1
R
=
1
R1
+
1
R2
,∴并联电阻R=
R1R2
R1+R2
=
12Ω×20Ω
12Ω+20Ω
=7.5Ω;

(2)∵P=

U2
R
,∴灯泡电阻RL=
U2L额
PL额
=
(6V)2
3W
=12Ω,

断开S1、S2、S3时,灯泡与滑动变阻器串联,

∵P=I2R,∴此时电路电流I=

PL实
RL
=
0.75W
12Ω
=0.25A,

电源电压U=I(R2+RL)=0.25A×(20Ω+12Ω)=8V;

(3)只闭合S3时,灯泡与滑动变阻器串联,

∵P=UI,∴灯泡额定电流I=

PL额
UL额
=
3W
6V
=0.5A,

电流表量程是0~0.6A,则电路最大电流I最大=0.5A,

∵I=

U
R

∴灯泡两端电压UL=I最大RL=0.5A×12Ω=6V,

此时滑动变阻器电压最小,U滑最小=U-UL=8V-6V=2V,

滑动变阻器接入电路的最小值R滑最小=

U最小
I最大
=
2V
0.5A
=4Ω,

当电压表示数是3V时,滑动变阻器接入电路的阻值最大,

此时灯泡两端的电压UL′=U-U滑最大=8V-3V=5V,

此时电路电流I′=

UL
RL
=
5V
12Ω
=
5
12
A,

此时滑动变阻器接入电路的阻值R滑最大=

U滑最大
I′
=
3V
5
12
A
=7.2Ω,

则滑动变阻器接入电路的阻值范围是4Ω≤R≤7.2Ω.

答:(1)电路的总电阻是7.5Ω.

(2)电源电压是8V.

(3)滑动变阻器R2的取值范围是4Ω≤R≤7.2Ω.

单项选择题
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