解答题如图所示的电路中,电源电压为24V且保持不变.开关S闭合,滑动变阻器的滑片P移到A端时,电流表示数为1A;当S断开,滑片P移到变阻器中点O时,电压表示数为12V.求:
(1)灯丝的电阻;
(2)滑动变阻器的最大阻值;
(3)若电压表量程为0~15V,断开开关S,在电压表不超过量程的情况下,灯泡功率的变化范围.
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解:(1)电流表测灯泡的电流,UL=U电源=24V,IL=1A,
RL===24Ω;
(2)S断开,P在中点O时,RL与RAB串联,UOA=12V,
根据串联电路特点,U=UOA+U'L得:
UL′=U-UOA=24V-12V=12V,
所以,UL′=UOA,
则RAB=RL=24Ω,
故滑动变阻器最大电阻RAB=48Ω;
(3)断开开关S,RL与R串联,
当电压表示数最大为15V时,UL最小为24V-15V=9V
所以PL最小值===3.4W,
当电压表示数为最小0时,UL最大为24V,
所以PL最大值===24W,
在电压表不超过量程的情况下,灯泡功率的变化范围是3.4W~24W.
答:(1)灯丝的电阻是24Ω;
(2)滑动变阻器的最大阻值是48Ω;
(3)若电压表量程为0~15V,断开开关S,在电压表不超过量程的情况下,灯泡功率的变化范围是3.4W~24W.解析分析:(1)S闭合P在A时,RL与RAB并联,根据欧姆定律即可求电阻;(2)明确开关断开时电路的连接方式,然后根据串电路的特点和欧姆定律即可求解;(3)断开开关S,RL与R串联,则根据电压表的量程可知滑动变阻器的电压的变化范围,利用串联电路的特点从而可知灯泡L的电压变化范围,然后利用P=计算灯泡的功率变化范围.点评:对于通过开关的断与合及滑动变阻器来改变电路的问题,首先应将电路的连接情况分析清楚,在分析电路时要忽略电压表,然后根据电路特点来求解.