题目

题型：专项题难度：来源：

如图所示,电路的电源电压和灯泡电阻不变,R₁=5Ω,灯L标有"8V  10Ω"字样(8V是指灯泡正常工作时的电压,超过此电压灯泡容易损坏),电流表量程为0～3A,滑动变阻器R₂标有"2A"字样．
(1)只闭合S₁时,电流表的示数为0.6A,求电源电压．
(2)闭合S₁、S₂、S₃,滑片移到b端时,电流表的示数为I_总=2A,求变阻器的最大阻值．
(3)若电压表的量程为0～3V,电流表的量程为0～3A,只闭合S₂时,在保证电路安全的情况下,求变阻器连入电路的阻值范围．

答案

解：(1)只闭合S₁时,灯L和R₁串联,如图1,

电源电压:U=I(R₁+R_L)=0.6A×(5Ω+10Ω)=9V；
(2)闭合S₁、S₂、S₃,滑片移到b端(R₂全连入)时,如图2,R₁和R₂并联,

电路中的总电阻:,
∵  ,
∴；
(3)只闭合S₂时,如图3所示,灯L和R₂串联,

为保证电路安全,要考虑电压表的量程、电流表的量程是否合适,以及灯两端的电压要小于等于8V:
①对于电流表,量程为0～3A,,当滑动变阻器连入电阻为0时,电流最大:I_大==＜3A,∴当滑片左右移动时,电路中的电流不会超出电流表的量程；
②对于电压表,量程为0～3V,滑动变阻器两端的最大电压U_大=3V,此时连入的电阻最大:
∵  I=，∴；
③由题知U_L=8V是灯泡正常工作时的电压,超过此电压灯泡容易损坏,此时滑动变阻器两端的电压最小(U_小=U﹣U_L=9V﹣8V=1V),连入电路的电阻最小:
∵ ,
∴；
由①②③可知,为保证电路安全,滑动变阻器连入的电阻范围是1.25Ω﹣5Ω．