如圖所示電路中，電源電壓不變，R1=20Ω，滑動變阻器R2的最大值為60Ω，小燈泡L的額定電壓為5V，電流表的...

問題詳情：

如圖所示電路中，電源電壓不變，R1=20Ω，滑動變阻器R2的最大值為60Ω，小燈泡L的額定電壓為5V，電流表的量程（0～0.6A或0～3A）．只閉合S2時，電流表的示數為0.4A；只閉合S3，且變阻器的滑片P在正中點時，電流表的示數為0.3A．（不考慮温度對燈絲的影響）

求：

（1）電源電壓和燈絲電阻．

（2）只閉合S3時，要使小燈泡L正常發光，變阻器R2連入電路的阻值．

（3）閉合S1、S2、S3，為保*不損壞電流表，變阻器R2的阻值可調範圍和電流表的變化範圍．

【回答】

【考點】歐姆定律的應用；串聯電路的電流規律；並聯電路的電流規律；串聯電路的電壓規律；並聯電路的電壓規律；電阻的串聯；電功率的計算．

【分析】（1）只閉合S2時，R1與燈泡L串聯，電流表測電路中的電流，根據電阻的串聯和歐姆定律表示出電源的電壓；只閉合S3，且變阻器的滑片P在正中點時，燈泡L與滑動變阻器最大阻值的一半串聯，電流表測電路中的電流，再根據電阻的串聯和歐姆定律表示出電源的電壓，利用電源的電壓不變建立等式即可求出電源的電壓和燈絲電阻；

（2）只閉合S3時，燈泡正常發光時的電壓和額定電壓相等，根據歐姆定律和串聯電路的電流特點求出電路中的電流，利用串聯電路的電壓特點求出滑動變阻器兩端的電壓，利用歐姆定律求出變阻器R2連入電路的阻值；

（3）閉合S1、S2、S3時，R1與R2並聯，電流表測幹路電流，當滑動變阻器接入電路中的電阻最大時電流表的示數最小，根據並聯電路的電壓特點和歐姆定律求出其大小；當電流表的示數最大為3A時，滑動變阻器接入電路中的電阻最小，根據並聯電路的電流特點求出通過滑動變阻器的電流，利用歐姆定律求出滑動變阻器接入電路的最小值即可得出*．

【解答】解：（1）只閉合S2時，R1與燈泡L串聯，電流表測電路中的電流，

由於串聯電路中的總電阻等於各分電阻之和，

所以根據歐姆定律可得，電源的電壓：

U=I1（R1+RL）=0.4A×（20Ω+RL），

只閉合S3，且變阻器的滑片P在正中點時，燈泡L與滑動變阻器最大阻值的一半串聯，電流表測電路中的電流，

電源的電壓：

U=I2（+RL）=0.3A×（+RL），

由於電源的電壓不變

所以0.4A×（20Ω+RL）=0.3A×（+RL），

解得：RL=10Ω，

電源的電壓U=0.4A×（20Ω+RL）=0.4A×（20Ω+10Ω）=12V；

（2）只閉合S3時，燈泡正常發光時的電壓為5V，

串聯電路中各處的電流相等，所以電路中的電流IL===0.5A，

串聯電路中總電壓等於各分電壓之和，所以滑動變阻器兩端的電壓：

U2=U﹣UL=12V﹣5V=7V，

滑動變阻器接入電路中的電阻：

R2′===14Ω；

（3）閉合S1、S2、S3時，R1與R2並聯，電流表測幹路電流，

當滑動變阻器接入電路中的電阻R2=60Ω時電流表的示數最小，

並聯電路中各支路兩端的電壓相等，且幹路電流等於各支路電流之和，

所以電流表的最小示數：

Imin=+=+=0.6A+0.2A=0.8A，

當電流表選接0～3A，且示數為3A時，滑動變阻器接入電路中的電阻最小，

此時通過滑動變阻器的電流：

I2′=Imax﹣I1=3A﹣0.6A=2.4A，

滑動變阻器接入電路中的最小阻值：

 R2″===5Ω，

即R2取值範圍為5Ω～60Ω，電流表的示數範圍為3A～0.8A．

答：（1）電源電壓為12V，燈絲電阻為10Ω；

（2）只閉合S3時，要使小燈泡L正常發光，變阻器R2連入電路的阻值為14Ω；

（3）閉合S1、S2、S3，為保*不損壞電流表，R2取值範圍為5Ω～60Ω，電流表的示數範圍為3A～0.8A．

知識點：電功率

題型：計算題