Question

【題目】如圖所示，電源電壓為9V，R0=60Ω，滑動變阻器R的規格為“50Ω 2A”，電流表的量程為“0﹣0.6A”，小燈泡標有“6V 3W”字樣．不考慮燈絲電阻變化，并保證電路安全，則當開關S閉合，S1、S2斷開，滑動變阻器連入電路中阻值最小時，燈與滑動變阻器兩端的電壓之比是；當開關S、S1、S2都閉合且電路消耗的總功率最大時，滑動變阻器連入電路中的阻值是Ω．

Answer 1

【答案】2：1；20
【解析】解：（1）當開關S閉合，S1、S2斷開時，燈泡L與滑動變阻器串聯，
由P=UI可得，燈泡的額定電流：
IL= = =0.5A，
因串聯電路中各處的電流相等，且電流表的量程為0～0.6A，變阻器允許通過的最大電流為2A，
所以，電路中的最大電流為0.5A，此時滑動變阻器連入電路中阻值最小，燈泡兩端的電壓UL=6V，
因串聯電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，滑動變阻器兩端的電壓：
UR=U﹣UL=9V﹣6V=3V，
則燈與滑動變阻器兩端的電壓之比：
UL：UR=6V：3V=2：1；（2）當開關S、S1、S2都閉合時，R0與滑動變阻器R并聯，電流表測干路電流，當電流表的示數I=0.6A時，電路消耗的總功率最大，
因并聯電路中各支路兩端的電壓相等，
所以，通過R0的電流：
I0= = =0.15A，
因并聯電路中干路電流等于各支路電流之和，
所以，通過滑動變阻器的電流：
IR=I﹣I0=0.6A﹣0.15A=0.45A，
滑動變阻器接入電路中的阻值：
R= = =20Ω．
所以答案是：2：1； 20．
【考點精析】掌握歐姆定律及其應用是解答本題的根本，需要知道歐姆定律的應用： ① 同一個電阻，阻值不變，與電流和電壓無關 但加在這個電阻兩端的電壓增大時，通過的電流也增大．（R=U/I） ② 當電壓不變時，電阻越大，則通過的電流就越小．（I=U/R） ③ 當電流一定時，電阻越大，則電阻兩端的電壓就越大．（U=IR）．