Question

16．如圖所示的電路，電源電壓保持9V不變，小燈泡 L標有“8V 0.4A”，滑動變阻器的最大阻值為40Ω，R₁=18Ω．
（l）求小燈泡L的電阻值．
（2）斷開S₁、S₂，閉合S，若此時電壓表量程改為3V，電流表的量程為0.6A，為保證電壓表和電流表不超過量程，且小燈泡的實際電壓不超過其額定電壓，求滑動變阻器阻值的變化范圍．

Answer 1

分析 （1）知道燈泡的額定電壓和額定電流，根據(jù)歐姆定律求出燈泡的電阻；
（2）由電路圖可知，斷開S₁、S₂，閉合S時，L與R₂串聯(lián)，電壓表測R₂兩端的電壓，電流表電路中的電流，電流表的示數(shù)最大時和燈泡正常發(fā)光的電流相等，此時滑動變阻器接入電路中的電阻最小，根據(jù)歐姆定律求出滑動變阻器接入電路中的最小阻值；當電壓表的示數(shù)最大時滑動變阻器接入電路中的電阻最大，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點求出L兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點和歐姆定律求出電路中的電流，再根據(jù)歐姆定律求出滑動變阻器接入電路中的電阻最大阻值，然后得出答案．

解答 解：（1）由I=$\frac{U}{R}$可得，燈泡的電阻：
R_L=$\frac{{U}_{L}}{{I}_{L}}$=$\frac{8V}{0.4A}$=20Ω；
（2）斷開S₁和S₂、閉合S時，L與R₂串聯(lián)，電壓表測R₂兩端的電壓，電流表電路中的電流，
當電流表的示數(shù)為0.4A時，電路中的電流最大，滑動變阻器接入電路中的電阻最小，
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，滑動變阻器兩電阻的電壓：
U_2小=U-U_L=9V-8V=1V，
則滑動變阻器接入電路中的最小阻值：
R_2小=$\frac{{U}_{2小}}{{I}_{大}}$=$\frac{1V}{0.4A}$=2.5Ω，
當電壓表的示數(shù)U_2大=3V時，電路中的電流最小，滑動變阻器接入電路中的電阻最大，
此時L兩端的電壓：
U_L小=U-U_2大=9V-3V=6V，
因串聯(lián)電路中各處的電流相等，
所以，此時電路中的電流：
I_小=$\frac{{U}_{2小}}{{R}_{L}}$=$\frac{6V}{20Ω}$=0.3A，
則滑動變阻器接入電路中的最大阻值：
R_2大=$\frac{{U}_{2大}}{{I}_{小}}$=$\frac{3V}{0.3A}$=10Ω，
所以，滑動變阻器接入電路中阻值的范圍為2.5Ω～10Ω．
答：（l）小燈泡L的電阻值為20Ω；
（2）滑動變阻器阻值的變化范圍為2.5Ω～10Ω．

點評 本題考查了串聯(lián)電路的特點和歐姆定律的應(yīng)用，分清電路的連接方式和正確的判斷電路中的最大、最小電流是關(guān)鍵．