Question

如图所示电路，灯泡L上标有“4.5V 2W”字样，R₀=5Ω，R是最大阻值为20Ω的滑动变阻器，其滑片P起初处于中点，电流表的量程是O～O.6A，电压表的量程是O～3V．则：
（1）只闭合S₁，灯泡L恰好正常发光，求电源电压；
（2）只闭合S₂，求滑动变阻器允许接入电路的阻值范围．

Answer 1

分析：（1）由电路图可知，只闭合S₁，只有灯泡接入电路，灯泡正常发光，灯泡两端电压等于其额定电压，根据题意求出电源电压．
（2）电路最大电流等于电流表量程，由串联电路特点及欧姆定律求出滑动变阻器接入电路的最小阻值；当电压表示数等于量程时，滑动变阻器接入电路的阻值最大，由串联电路特点及欧姆定律求出滑动变阻器接入电路的最大阻值．

解答：解：（1）只闭合S₁，只有灯泡接入电路，
灯泡正常发光，电源电压U=U_灯额=4.5V；
（2）当I=0.6A时，滑动变阻器接入电路的阻值最小，
∵I=

U

R

，
∴R_总=

U

Imax

=

4.5V

0.6A

=7.5Ω，
滑动变阻器接入电路的最小阻值：
R_min=R_总-R₀=7.5Ω-5Ω=2.5Ω；
当滑动变阻器上电压为3V时，滑动变阻器接入电路的电阻最大，
此时电流I′=

U0

R0

=

U-UV

R0

=

4.5V-3V

5Ω

=0.3A，
∵I=

U

R

，
∴滑动变阻器接入电路的最大阻值：
R_max=

Umax

I′

=

3V

0.3A

=10Ω；
答：（1）电源电压为4.5V；
（2）滑动变阻器允许接入电路的阻值范围为2.5Ω～10Ω．

点评：本题考查了求电源电压、电阻阻值问题，分析清楚电路结构、应用串联电路特点及欧姆定律即可正确解题．