Question

【題目】如圖所示，電源電壓可調，定值電阻R1的阻值為20Ω，滑動變阻器 R2的規格為“5Ω，3A”，燈泡L規格為“2.5V，1.25W”，且燈絲電阻不隨溫度變化。只閉合開關S，燈泡L恰好正常發光。

（1）求燈泡正常發光時的電阻和此時的電源電壓。

（2）開關S、S1、S2 都閉合，在電路中正確接入 A1、A2 兩個電流表，當變阻器連入電路的電阻恰為其最大阻值一半時，兩電流表的示數分別如圖乙、丙所示。請判斷電流表在電路中的位置并計算此時的電源電壓。

Answer 1

【答案】（1）5Ω， 12.5V；（2）6V。

【解析】（1）由題知燈泡的額定電壓和額定功率，由P＝可得，燈泡的電阻：RL＝＝5Ω；由電路圖知，只閉合開關S，L與R1串聯，燈泡L恰好正常發光，由串聯電路特點和P＝UI可知電路中電流：I＝I額＝＝0.5A，由串聯電路特點和歐姆定律可得電源電壓：U＝I（RL+R1）＝0.5A×（5Ω+20Ω）＝12.5V；（2）開關S、S1、S2都閉合，由圖甲可知，L被短路，R1與R2并聯接入電路，由圖乙可知：小量程讀數為0.3A，大量程讀數為1.5A；由圖丙可知：小量程讀數為0.54A，大量程讀數為2.7A；當規格為“5Ω 3A”一半接入電路時，即R2＝2.5Ω且與R1＝20Ω并聯，根據并聯分流關系可知，。由讀數分析I1：I2有四種情況中，沒有8：1或1：8的情況，故兩電流表不可能都在支路上，那么只有一個支路電流表和一個干路電流表，并聯電路，干路電流I＝I1+I2，結合可知，,,，對照兩電表的示數之比，電流比值只有1：9成立，所以，乙電流表測R1的電流，且為0.3A，丙電流表測干路電流為2.7A；根據并聯電路的特點，電源電壓為：U＝U1＝I1R1＝0.3A×20Ω＝6V。