Question

8．在如圖所示的電路中，電流表的量程為0～0.6A，電壓表的量程為0～15V，R₃=30Ω，溫度對(duì)燈泡電阻的影響不考慮．求：
（1）只閉合開關(guān)S₁時(shí)，電流表的示數(shù)是0.3A，則電源電壓是多少？
（2）只閉合開關(guān)S₂時(shí)，燈泡R1正常發(fā)光，電流表的示數(shù)是0.2A，則燈泡的額定功率是多大？
（3）閉合開關(guān)S₁、S₂、S₃時(shí)，在不損壞電流表的情況下，則變阻器R₂的最小值是多少？

Answer 1

分析 （1）只閉合開關(guān)S₁時(shí)，只有R₃連入電路，利用U=IR即可求出電源電壓；
（2）只閉合開關(guān)S₂時(shí)，R₁和R₃串聯(lián)，燈泡R₁恰好正常發(fā)光；根據(jù)歐姆定律和串聯(lián)電路的特點(diǎn)即可求出燈泡兩端的電壓，利用P=UI求出燈泡L正常工作時(shí)的功率；
（3）閉合開關(guān)S₁、S₂、S₃時(shí)，R₃與滑動(dòng)變阻器R₂并聯(lián)，電流表測(cè)干路中的電流；當(dāng)電流表示數(shù)最大為0.6A時(shí)，根據(jù)并聯(lián)電路的特點(diǎn)即可求出滑動(dòng)變阻器R₂支路上的最大電流，根據(jù)R=$\frac{U}{I}$即可求出滑動(dòng)變阻器的最小阻值．

解答 解：（1）只閉合開關(guān)S₁時(shí)，只有R₃連入電路，由I=$\frac{U}{R}$可知：
電源電壓U=I₃R₃=0.3A×30Ω=9V；
（2）只閉合開關(guān)S₂時(shí)，R₁和R₃串聯(lián)，燈泡R₁恰好正常發(fā)光；
由I=$\frac{U}{R}$可知R₃兩端的電壓U₃′=I′R₃=0.2A×30Ω=6V；
根據(jù)串聯(lián)電路兩端的總電壓等于各電阻兩端的電壓之和可知：
燈泡兩端的電壓為U₁=U-U₃′=9V-6V=3V，
由于燈泡L恰好正常發(fā)光，所以P_額=U₁I′=3V×0.2A=0.6W；
（3）閉合開關(guān)S₁、S₂、S₃時(shí)，R₃與滑動(dòng)變阻器R₂并聯(lián)，電流表測(cè)干路中的電流；
由于I₃=0.3A，則當(dāng)電流表示數(shù)最大為0.6A時(shí)滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻最小，
根據(jù)并聯(lián)電路干路電流等于各支路電流之和可知：
I_2大=I-I₃=0.6A-0.3A=0.3A，
由I=$\frac{U}{R}$可得：
R_滑小=$\frac{U}{{I}_{2大}}$=$\frac{9V}{0.3A}$=30Ω．
答：（1）電源電壓是9V；
（2）燈泡的額定功率是0.6W；
（3）變阻器R₂的最小值是30Ω．

點(diǎn)評(píng) 本題考查學(xué)生對(duì)歐姆定律、串并聯(lián)電路的特點(diǎn)的理解和掌握，弄懂電路的連接方式是解決此題的關(guān)鍵．