Question

【題目】如圖所示，L是標有“2V 1W”字樣的燈泡，電流表A1、電流表A的量程均為0～0.6A，電源電壓保持不變．將滑動變阻器的滑片P滑至b端．
（1）斷開S1、閉合S2 ， 電壓表的示數為6.0V，電流表A的示數為0.30A．求滑動變阻器的最大阻值以及它在1min內產生的熱量；
（2）閉合S1、S2 ， 電流表A1的示數為0.10A，求R1的阻值；
（3）斷開S1、S2 ， 為了保證電路的安全，求滑動變阻器的阻值調節范圍．

Answer 1

【答案】解：（1）斷開S1、閉合S2 ， 電燈被短路，電阻R1沒有接入電路，只有滑動變阻器接入電路，電壓表測量滑動變阻器的電壓，也是電源的電壓，電源電壓U=6V，滑動變阻器的最大阻值R滑==20Ω，
滑動變阻器在1min內產生的熱量Q=U滑It=6V×0.3A×60s=108J．
（2）閉合S1、S2 ， 電阻R1可以接到電源上，電流表A1的示數為0.10A，是電阻R1的電流I1 ， 故電阻R1的電阻R1==60Ω．
（3）電燈的額定電壓為2V，額定功率為1W，則電燈的額定電流I燈==0.5A，燈的電阻R燈==4Ω，
斷開S1、S2 ， 滑動變阻器與電燈串聯，電壓表測量滑動變阻器的電壓，由于在（1）中的電壓表的讀數為6V，故電壓表用的是0﹣15V的量程，最大電壓大于電源電壓，電壓表不會超過量程．故應從電流表與電燈的因素考慮，電燈的額定電流為0.5A，故電路中的電流不能超過0.5A，此時電路的總電阻為R總==12Ω，滑動變阻器的最小阻值R小=R總﹣R燈=12Ω﹣4Ω=8Ω．
答：（1）滑動變阻器的最大阻值為20歐、產生的熱量為108J．
（2）電阻R1的阻值為60Ω．
（3）滑動變阻器的變化范圍為8Ω～20Ω．
【解析】（1）斷開S1、閉合S2 ， 電路中只有滑動變阻器，電壓表的讀數就是電源電壓，由歐姆定律可求得滑動變阻器的最大阻值．
（2）閉合S1、S2 ， 電阻R1并聯在電源上，由歐姆定律可求得R1的阻值．
（3）斷開S1、S2 ， 滑動變阻器與電燈串聯，由電流表和電壓表的安全來確定滑動變阻器的變化范圍．