如圖*所示的電路，電源電壓保持不變，小燈泡L標有“3V0.75W”字樣，滑動變阻器R1的最大電阻值爲20Ω，定...

問題詳情：

如圖*所示的電路，電源電壓保持不變，小燈泡L標有“3V 0.75W”字樣，滑動變阻器R1的最大電阻值爲20Ω，定值電阻R2＝20Ω，電流表的量程爲0～0.6A，電壓表的量程爲0～3V．求：

（1）小燈泡正常發光時的電阻是多少？

（2）只閉合開關S和S2，將變阻器R1的滑片P移到中點時，電流表示數爲0.15A，則電源電壓是多少？

（3）只閉合開關S、S1和S3，移動變阻器的滑片P，小燈泡L的I﹣U關係如圖乙所示，在保*各電路元件安全的情況下，滑動變阻器R1允許接入電路的阻值變化範圍是多少？

【回答】

（1）小燈泡正常發光時的電阻是12Ω；

（2）電源電壓是4.5V；

（3）滑動變阻器R1允許接入電路的阻值變化範圍是6Ω～20Ω。

【分析】（1）燈泡正常發光時的電壓和額定電壓相等，根據P＝UI＝求出小燈泡正常發光時的電阻；

（2）只閉合開關S和S2，將變阻器R1的滑片P移到中點時，R1與R2串聯，電流表測電路中的電流，根據電阻的串聯和歐姆定律求出電源的電壓；

（3）只閉合開關S、S1和S3時，R1與L串聯，電壓表測L兩端的電壓，電流表測電路中的電流，當電壓表的示數爲3V時，燈泡正常發光，此時滑動變阻器接入電路中的電阻最小，根據串聯電路的電壓特點求出此時滑動變阻器兩端的電壓，根據串聯電路的電流特點結合圖象讀出此時電路中的電流，再根據歐姆定律求出滑動變阻器接入電路中的最小阻值；根據圖象可知燈泡兩端的電壓爲1.5V時通過的電流，假設滑動變阻器可以完全接入電路中，根據歐姆定律求出其兩端的電壓，根據串聯電路的定義特點結合電源的定義確定假設成立，據此得出滑動變阻器接入電路中的最大阻值，然後得出*。

【解答】（1）由P＝UI＝可得，小燈泡正常發光時的電阻：

RL＝＝＝12Ω；

（2）只閉合開關S和S2，將變阻器R1的滑片P移到中點時，R1與R2串聯，電流表測電路中的電流，

因串聯電路中總電阻等於各分電阻之和，

所以，由I＝可得，電源的電壓：

U＝I（R1+R2）＝0.15A×（×20Ω+20Ω）＝4.5V；

（3）只閉合開關S、S1和S3時，R1與L串聯，電壓表測L兩端的電壓，電流表測電路中的電流，

當電壓表的示數爲3V時，燈泡正常發光，此時滑動變阻器接入電路中的電阻最小，

因串聯電路中總電壓等於各分電壓之和，

所以，此時滑動變阻器兩端的電壓：

U1＝U﹣UL＝4.5V﹣3V＝1.5V，

因串聯電路中各處的電流相等，

所以，由圖象可知，此時電路中的電流I1＝IL＝0.25A，

所以，滑動變阻器接入電路中的最小阻值：

R1小＝＝＝6Ω；

由圖象可知，燈泡兩端的電壓UL′＝1.5V時，電路中的電流I2＝IL′＝0.15A，

假設滑動變阻器可以完全接入電路中，則其兩端的電壓：

U1′＝I2R1＝0.15A×20Ω＝3V，

由U＝UL′+U1′可知，假設成立，即滑動變阻器接入電路中的最大阻值爲20Ω，

所以，滑動變阻器R1允許接入電路的阻值變化範圍是6Ω～20Ω。

【點評】本題考查了串聯電路的特點和歐姆定律、電功率公式的應用，從圖象中獲取有用的信心是關鍵。

知識點：電功率

題型：計算題