Question

如圖所示，燈L上標(biāo)有“12V 3.6W”，定值電阻R₁的阻值為10歐，滑動(dòng)變阻器R₂上標(biāo)有“50Ω  1A”。

（1）閉合S₁、S₂，燈L正常發(fā)光。電流表、電壓表的量程分別為0～3A，0～15V，求：①燈正常發(fā)光時(shí)的電阻；②滑動(dòng)變阻器允許連入的阻值范圍。
（2）斷開S₁、S₂，用一個(gè)新的電源去替代原來的電源，電流表、電壓表的量程分別為0～0.6A，0～3V。移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片過程中，要求兩個(gè)電表先后均能達(dá)到滿刻度，且電路正常工作。求允許替換電源的范圍。

Answer 1

（1）40Ω  12Ω≤R_滑≤50Ω （2）6V≤U<9V

解析試題分析：（1）閉合S₁、S₂，燈L、 R₂并聯(lián)。
①

②當(dāng)滑動(dòng)變阻器達(dá)到允許通過的最大電流1A時(shí)，電流表是安全的。
所以滑動(dòng)變阻器允許連入最小值為
12Ω≤R_滑≤50Ω                    
（2）斷開S₁、S₂，R₁、R₂串聯(lián)。
當(dāng)電流表示數(shù)最大時(shí)I_最大=0.6安，滑動(dòng)變阻器阻值為0時(shí)，電壓表示數(shù)為零，此時(shí)電源電壓最小。
U_最小=I_最大R_總最小=0.6A×10Ω=6V 
當(dāng)電源電壓為6V時(shí)，電流表示數(shù)為0.6A,移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，可以使滑動(dòng)變阻器兩端電壓為3V。移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片過程中，要求兩個(gè)電表先后均能達(dá)到滿刻度，且電路正常工作。符合題意，電源電壓最小為6V.
當(dāng)R₂兩端電壓U₂=3伏時(shí)，，U= U₁+U₂=10Ω×0.06A+3V=3.6V，
此時(shí)電流表示數(shù)為0.06A，不可能達(dá)到最大，所以電源電壓3.6V不符合題意。                
當(dāng)I_最大=0.6AR₁兩端電壓最大且U_2最大=3V時(shí)，R₂兩端電壓最大，最大電源電壓為U′_最大= U₁+U₂=0.6A×10Ω+3V=9V；因題中要求兩個(gè)電表先后均能達(dá)到滿刻度，所以最大電壓應(yīng)不大于9V。 
所以 6V≤U<9V。
考點(diǎn)：串、并聯(lián)電路電壓和電流特點(diǎn) 歐姆定律 電功率的計(jì)算