Question

6．如图所示，R₁=9Ω，滑动变阻器 R₂标有“10Ω 1A”的字样，小灯泡标有“3V1W”字样，电源的电动势E=6V和内阻r=1Ω．．求：
（1）只闭合S₁时，调节滑动变阻器，电流表最大示数是多少？
（2）只闭合S₁时，调节滑动变阻器，电压表的最大示数是多少？
（3）只闭合S₂时，要使小灯泡正常发光，R₂接入电路的电阻值是多少？

Answer 1

分析 （1）只闭合S₁时，当R₂接入电路的电阻值是0时，电流表示数最大，由全电路欧姆定律求解；
（2）只闭合S₁时，R₂接入电路的电阻值是10Ω时，电压表示数最大，根据闭合电路欧姆定律求解总电流，再根据U=E-Ir求解路端电压；
（3）先求出灯泡的额定电流和电阻，小灯泡正常发光，电路中的电流为灯泡额定电流，根据欧姆定律求出总电阻，再求出R₂接入电路的电阻值．

解答 解：（1）只闭合S₁时，当R₂接入电路的电阻值是0时，电流表示数最大，由全电路欧姆定律得：
$I=\frac{E}{{R}_{1}+r}=\frac{6}{1+9}$A=0.6A，
（2）只闭合S₁时，R₂接入电路的电阻值是10Ω时，电压表示数最大，这时总电流为：
$I′=\frac{E}{{R}_{1}+{R}_{2}+r}=\frac{6}{1+9+10}=0.3A$，
路端电压：U=E-Ir=6-0.3=5.7V，
（3）灯泡额定电流：${I}_{L}=\frac{P}{{U}_{L}}=\frac{1}{3}A$，
灯泡额定电阻：${R}_{L}=\frac{{U}_{L}}{{I}_{L}}=\frac{3}{\frac{1}{3}}=9Ω$，
电路总电阻：$R=\frac{E}{{I}_{L}}=\frac{6}{\frac{1}{3}}=18Ω$，
R₂接入电路的电阻值是：R₂=R-R_L-r=（18-9-1）Ω=8Ω．
答：（1）只闭合S₁时，调节滑动变阻器，电流表最大示数是0.6A；
（2）只闭合S₁时，调节滑动变阻器，电压表的最大示数是5.7V；
（3）只闭合S₂时，要使小灯泡正常发光，R₂接入电路的电阻值是8Ω．

点评 本题考查全电路欧姆定律的应用，串、并联电路的计算，要求同学们能正确分析电路的结构，知道小灯泡正常发光，电路中的电流为灯泡额定电流，难度适中．