Question

【题目】如图所示，电源电压可调，小灯泡上标有“6V 0.5A”的字样（不考虑温度对小灯泡电阻的影响），电流表量程0～0.6A，电压表量程0～3V，滑动变阻器规格为“20Ω1A”
（1）电源电压调至6V，闭合开关S1和S2 ， 移动滑动变阻器滑片P，使小灯泡正常发光，电流表示数为0.6A，则电压表的示数是多少？R0的阻值是多少？
（2）电源电压调至8V，断开开关S1 ， 闭合开关S2 ， 为了保证电路安全，求滑动变阻器的阻值变化范围．

Answer 1

【答案】
（1）解：闭合开关S1和S2，灯泡L与滑动变阻器R串联后再与R0并联，电流表测干路电流，电压表测R两端的电压，

因并联电路中各支路两端的电压相等，且串联电路中总电压等于各分电压之和，

所以，灯泡正常发光时，电压表的示数：

UR=U﹣UL=6V﹣6V=0V，

此时通过灯泡的电流IL=0.5A，

因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，

所以，通过R0的电流：

I0=I﹣IL=0.6A﹣0.5A=0.1A，

由I= 可得，R0的阻值：

R0= = =60Ω

（2）解：断开开关S1，闭合开关S2，灯泡L与滑动变阻器R串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流，

因灯泡正常发光时，电压表的示数为零，

所以，滑动变阻器接入电路中的电阻为0Ω；

当电压表的示数UR大=3V时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，

灯泡的电阻：

RL= = =12Ω，

因串联电路中总电压等于各分电压之和，

所以，L两端的电压：

UL′=U′﹣UR大=8V﹣3V=5V，

因串联电路中各处的电流相等，

所以，电路中的电流：

I′= = ，即 = ，

解得：R=7.2Ω，

所以，滑动变阻器的阻值变化范围为0～7.2Ω

【解析】（1）闭合开关S1和S2 ， 灯泡L与滑动变阻器R串联后再与R0并联，电流表测干路电流，电压表测R两端的电压，灯泡正常发光时的电压和额定电压相等，根据并联电路的电压特点和串联电路的电压特点求出R两端的电压，根据并联电路的电流特点求出通过R0的电流，根据欧姆定律求出R0的阻值；（2）断开开关S1 ， 闭合开关S2 ， 灯泡L与滑动变阻器R串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流，灯泡正常发光时变阻器接入电路中的电阻为零；当电压表的示数最大时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，根据欧姆定律求出灯泡的电阻，根据串联电路的电压特点求出L两端的电压，根据串联电路的电流特点和欧姆定律得出等式即可求出R的最大阻值，进一步得出答案．
【考点精析】关于本题考查的欧姆定律及其应用，需要了解欧姆定律的应用： ① 同一个电阻，阻值不变，与电流和电压无关 但加在这个电阻两端的电压增大时，通过的电流也增大．（R=U/I） ② 当电压不变时，电阻越大，则通过的电流就越小．（I=U/R） ③ 当电流一定时，电阻越大，则电阻两端的电压就越大．（U=IR）才能得出正确答案．