如图所示,电路的电源电压和灯泡电阻不变,R1=5Ω,灯L标有“8V?10Ω”字样(8V是指灯泡正常工作时的电压,超过此电压灯泡容易损坏),电流表量程为0~3A,滑动

发布时间:2020-07-29 07:41:43

如图所示,电路的电源电压和灯泡电阻不变,R1=5Ω,灯L标有“8V? 10Ω”字样(8V是指灯泡正常工作时的电压,超过此电压灯泡容易损坏),电流表量程为0~3A,滑动变阻器R2标有“2A”字样.
(1)只闭合S1时,电流表的示数为0.6A,求电源电压.
(2)闭合S1、S2、S3,滑片移到b端时,电流表的示数为I总=2A,求变阻器的最大阻值.
(3)若电压表的量程为0~3V,电流表的量程为0~3A,只闭合S2时,在保证电路安全的情况下,求变阻器连入电路的阻值范围.

网友回答

解:(1)只闭合S1时,灯L和R1串联,如图1,

电源电压:
U=I(R1+RL)=0.6A×(5Ω+10Ω)=9V;
(2)闭合S1、S2、S3,滑片移到b端(R2全连入)时,如图2,R1和R2并联,

电路中的总电阻:

∵,
∴;
(3)只闭合S2时,如图3所示,灯L和R2串联,

为保证电路安全,要考虑电压表的量程、电流表的量程是否合适,以及灯两端的电压要小于等于8V:
①对于电流表,量程为0~3A,,当滑动变阻器连入电阻为0时,电流最大:
I大==<3A,
∴当滑片左右移动时,电路中的电流不会超出电流表的量程;
②对于电压表,量程为0~3V,滑动变阻器两端的最大电压U大=3V,此时连入的电阻最大:
∵I=
∴;
③由题知,UL=8V是灯泡正常工作时的电压,超过此电压灯泡容易损坏,
此时滑动变阻器两端的电压最小(U小=U-UL=9V-8V=1V),连入电路的电阻最小:
∵,
∴;
由①②③可知,为保证电路安全,滑动变阻器连入的电阻范围是1.25Ω-5Ω.
答:(1)电源电压为9V;
(2)变阻器的最大阻值为45Ω.
(3)在保证电路安全的情况下,变阻器连入电路的阻值范围为1.25Ω-5Ω.
解析分析:分析电路图时,先简化电路,画出等效电路图,把电流表看作导线,把电压表看作开路,只分析用电器的连接方式.(1)只闭合S1时,灯L和R1串联,知道电路中的电流、灯L和R1的电阻,利用欧姆定律求电源电压;(2)闭合S1、S2、S3,滑片移到b端时,R1和R2并联,知道干路电流、电源电压和R1的电阻,利用欧姆定律和并联电路的电阻关系求变阻器的最大阻值;(3)只闭合S2时,灯L和R2串联,为保证电路安全,根据电压表的量程为0~3V、电流表的量程为0~3A和灯的铭牌,利用欧姆定律和串联电路的分压关系求变阻器连入电路的阻值范围.

点评:本题综合性强,考查的内容较多:会辨别串、并联,会用欧姆定律计算,会利用并联电路的电压规律、电阻规律,会通过画等效电路图简化电路.本题难点在第三问,要同时考虑电压表、电流表的量程是否合适,以及灯两端的电压要小于等于8V,去计算滑动变阻器连入电阻的范围.
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