Question

【題目】兩只額定電壓分別為 3V 和 6V 的小燈泡 L1 和 L2，其中通過 L2 的電流與電壓的關系圖如圖甲所示，將它們連接到如圖乙所示的電路中，當閉合開關 S1、S2，斷開 S3，滑片 P 置于最左端時，調節電源，使電路中一只小燈泡正常發光，另一只不超過額定電壓，則電源輸出電流為 1.4A；當只閉合 S3，滑片 P 置于最右端時，調節電源，同樣使電路中僅一只小燈泡正常發光，另一只不超過額定電壓，此時 L2 的電阻與變阻器連入電路中的電阻之比為：R2：R=2:7.則 L2 正常工作時的電阻是________Ω，L1 的額定功率是________W，當 L1 與 L2串聯時，在一只小燈泡正常發光，另一只不超過額定電壓的條件下，電源電壓的調節范圍是________。

Answer 1

【答案】6Ω 1.8W 5V-12V

【解析】

[1]L2正常工作時的電壓U2額=6V，由圖甲可知此時通過L2的電流I2額=1A，由可得，L2正常工作時的電阻：

；

[2]閉合開關S1、S2，斷開S3，滑片P置于最左端時，L1和L2并聯，由題知，電路中一只小燈泡正常發光，另一只不超過額定電壓，因并聯電路中各支路兩端的電壓，且U1額＜U2額，所以，L1正常發光，則此時的電源電壓U=3V，由圖甲可知，此時通過L2的電流I2=0.8A，因并聯電路中干路電流等于各支路電流之和，所以，L1正常工作時的電流：

I1=I-I2=1.4A-0.8A=0.6A；

L1的額定功率：

P1額=U1額I1=3V×0.6A=1.8W；

[3]當只閉合S3，L1、L2和滑動變阻器串聯，因串聯電路中各處的電流相等，且燈泡L2的額定電流大于燈泡L1的額定電流，所以，正常發光的燈泡是L1，電路的電流I′=0.6A，當滑片P置于最左端時，電源的電壓最小，由圖甲可知，此時燈泡L2兩端的電壓U2=2V，因串聯電路中總電壓等于各分電壓之和，所以，電源的最小電壓：

U最小=U1+U2=3V+2V=5V；

當滑片P置于最右端時，電源的電壓最大，由圖甲可知，此時燈泡L2兩端的電壓U2=2V，由U=IR和R2：R=2：7可得，L2兩端的電壓與變阻器兩端的電壓之比：

則滑動變阻器兩端的電壓：

；

則電源的最大電壓：

U最大=U1+U2+UR=3V+2V+7V=12V，

所以，電源電壓調節范圍為5V～12V。