Question

在如图电路中，电源电压恒为8V，滑动变阻器R2的最大阻值为60Ω．电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～15V．

Answer 1

解题思路：（1）当只闭合开关S₁时，电路为R₁的简单电路，根据欧姆定律求出R₁的阻值；

（2）只闭合开关S₂时，R₁、L串联，电压表测L两端的电压，根据串联电路的电压特点和欧姆定律求出电路中的电流，再根据欧姆定律求出L的阻值；

（3）开关S₁、S₂、S₃都闭合时，R₁、R₂并联，由题意可知当电流表的示数为0.6A时，滑动变阻器接入电路的电阻最小，利用并联电路的电流特点和欧姆定律求出其大小，进而得出滑动变阻器可调节的范围；当滑动变阻器全部接入电路时，电路中的电流最小，根据欧姆定律求出其电流，再根据并联电路的电流特点求出电流表的示数，从而得出电流表相应的变化范围．

（1）只闭合开关S₁时，等效电路图如图1，R₁=[U

I1=

8V/0.2A]=40Ω；

（2）只闭合开关S₂时，等效电路图如图2，

则由串联电路中总电压等于各部分电路两端电压之和可知：

U₁=U-U_L=8V-3.8V=4.2V，

根据串联电路电流处处相等可知：

I_L=I=

U1

R1=[4.2V/40Ω]=0.105A，

小灯泡L的额定功率为：P_L额=U_LI_L=3.8V×0.105A=0.399W；

（3）开关S₁、S₂、S₃都闭合时，等效电路图如图3，干路电流最大，

只能到达0.6A，此时通过R₂的电流最大：I_2大=0.6A-0.2A=0.4A，

由欧姆定律得：R₂的最小值R_2小=[U

I2大=

8V/0.4A]=20Ω，

所以滑动变阻器R₂的可调范围是20Ω～60Ω．

当滑动变阻器R₂接入电阻最大为60Ω时，

I_2小=[U

R2大=

8V/60Ω]=0.13A，

这时干路电流最小为I_小=0.2A+0.13A=0.33A，

所以电流表相应的变化范围是0.60A～0.33A．

答：（1）R₁的阻值为40Ω；

（2）小灯泡L的额定功率为0.399W；

（3）开关都闭合时为保证各电路元件安全使用滑动变阻器范围为20Ω～60Ω，电流表相应的变化范围为0.60A～0.33A．

点评：

本题考点： A:欧姆定律的应用 B:电功率的计算

考点点评： 本题考查了串联电路和并联电路的特点，以及欧姆定律的计算与应用；关键是开关闭和断开时电路串并联的辨别；难点是为保证各电路元件安全使用时，滑动变阻器接入电路的电阻大小的判断．