Question

如图所示，L是标有“2V 1W”字样的灯泡，电流表A₁、电流表A的量程均为0～0.6A，电源电压保持不变．将滑动变阻器的滑片P滑至b端．
（1）断开S₁、闭合S₂，电压表的示数为6.0V，电流表A的示数为0.30A．求滑动变阻器的最大阻值以及它在1min内产生的热量；
（2）闭合S₁、S₂，电流表A₁的示数为0.10A，求R₁的阻值；
（3）断开S₁、S₂，为了保证电路的安全，求滑动变阻器的阻值调节范围．

Answer

（1）断开S1、闭合S2，电路中只有滑动变阻器，电压表的读数就是电源电压，由欧姆定律可求得滑动变阻器的最大阻值．
（2）闭合S1、S2，电阻R1并联在电源上，由欧姆定律可求得R1的阻值．
（3）断开S1、S2，滑动变阻器与电灯串联，由电流表和电压表的安全来确定滑动变阻器的变化范围．
【解析】
（1）断开S1、闭合S2，电灯被短路，电阻R1没有接入电路，只有滑动变阻器接入电路，电压表测量滑动变阻器的电压，也是电源的电压，电源电压U=6V，滑动变阻器的最大阻值R滑===20Ω，
滑动变阻器在1min内产生的热量Q=U滑It=6V×0.3A×60s=108J．
（2）闭合S1、S2，电阻R1可以接到电源上，电流表A1的示数为0.10A，是电阻R1的电流I1，故电阻R1的电阻R1===60Ω．
（3）电灯的额定电压为2V，额定功率为1W，则电灯的额定电流I灯===0.5A，灯的电阻R灯===4Ω，
断开S1、S2，滑动变阻器与电灯串联，电压表测量滑动变阻器的电压，由于在（1）中的电压表的读数为6V，故电压表用的是0-15V的量程，最大电压大于电源电压，电压表不会超过量程．故应从电流表与电灯的因素考虑，电灯的额定电流为0.5A，故电路中的电流不能超过0.5A，此时电路的总电阻为R总===12Ω，滑动变阻器的最小阻值R小=R总-R灯=12Ω-4Ω=8Ω．
答：（1）滑动变阻器的最大阻值为20欧、产生的热量为108J．
（2）电阻R1的阻值为60Ω．
（3）滑动变阻器的变化范围为8Ω～20Ω．