Question

5．如图所示，电路中电源电压和灯L的电阻保持不变，定值电阻R=20Ω，灯L标有“8V 6.4W”字样，电流表用0-0.6A量程，电压表用0～15V量程．
（1）灯泡L的电阻为多少？
（2）开关S₁闭合，S₂、S₃断开时，电压表的示数为6V，电源电压为多少？
（3）将滑动变阻器的滑片移到b端，闭合开关S₁、S₂、S₃时，电流表的示数为0.6A，滑动变阻器的最大电阻为多少？

Answer 1

分析 （1）知道灯泡的额定电压和额定功率，根据P=UI求出额定电流，根据欧姆定律求出电阻；
（2）开关S₁闭合，S₂、S₃断开时，R与L串联，电压表测R两端的电压，根据欧姆定律求出电路中的电流，再根据欧姆定律求出灯泡两端的电压，利用串联电路的电压特点求出电源的电压；
（3）将滑动变阻器的滑片移到b端，闭合开关S₁、S₂、S₃时，R与滑动变阻器的最大值并联，电流表测干路电流，根据并联电路的电压特点和欧姆定律求出通过R的电流，再根据并联电路的电流特点求出通过滑动变阻器的电流，利用欧姆定律求出滑动变阻器的最大阻值．

解答 解：（1）根据P=UI可得，灯泡的额定电流：
I_L额=$\frac{{P}_{L额}}{{U}_{L额}}$=$\frac{6.4W}{8V}$=0.8A，
根据欧姆定律可得，灯泡的电阻：
R_L=$\frac{{U}_{L额}}{{I}_{L额}}$=$\frac{8V}{0.8A}$=10Ω；
（2）开关S₁闭合，S₂、S₃断开时，R与L串联，电压表测R两端的电压，
因为串联电路中各处的电流相等，
所以电路中的电流：
I=$\frac{{U}_{R}}{R}$=$\frac{6V}{20Ω}$=0.3A，
此时灯泡两端的电压：
U_L=IR_L=0.3A×10Ω=3V，
因为串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以电源的电压：
U=U_R+U_L=6V+3V=9V；
（3）将滑动变阻器的滑片移到b端，闭合开关S₁、S₂、S₃时，R与滑动变阻器的最大值并联，电流表测干路电流，
因为并联电路中各支路两端的电压相等，
所以通过R的电流：
I_R=$\frac{U}{R}$=$\frac{9V}{20Ω}$=0.45A，
因为并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
所以通过滑动变阻器的电流：
I_ab=I-I_R=0.6A-0.45A=0.15A，
滑动变阻器的最大阻值：
R_ab=$\frac{U}{{I}_{ab}}$=$\frac{9V}{0.15A}$=60Ω；
答：（1）灯泡L的电阻为10Ω；
（2）电源电压为9V；
（3）滑动变阻器的最大电阻为60Ω．

点评 本题考查了串联电路和并联电路的特点以及欧姆定律公式的灵活应用，关键是开关闭合、断开时电路串并联的辨别，要注意在确保电路安全的情况下电路最大电流的确定．