Question

20．在如圖電路中，電源兩端電壓U=9V保持不變，L為標(biāo)有“6V 0.6A”的小燈泡（燈絲電阻不隨溫度變化），R為保護(hù)電阻．電壓表量程為0V-3V，滑動(dòng)變阻器的最大阻值為20Ω．閉合開(kāi)關(guān)S后，滑動(dòng)變阻器滑片移至最左端時(shí)，小燈泡兩端電壓為6V，恰好正常發(fā)光．在保證電路各部分安全的條件下，電流表的最小示數(shù)是0.4A．

Answer 1

分析 由電路圖可知，燈泡L與滑動(dòng)變阻器、定值電阻R串聯(lián)，電壓表測(cè)變阻器兩端的電壓，電流表測(cè)電路中的電流．滑動(dòng)變阻器滑片移至最左端時(shí)，接入電路中的電阻為零，燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓和額定電壓相等，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出R兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)和歐姆定律求出R的阻值，根據(jù)歐姆定律求出L的電阻，根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大時(shí)電路中的電流，再根據(jù)歐姆定律求出電壓表的示數(shù)，然后與電壓表的量程相比較確定電壓表的最大示數(shù)，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出燈泡和R兩端的電壓，利用電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出電路中的最小電流．

解答 解：由電路圖可知，燈泡L與滑動(dòng)變阻器、定值電阻R串聯(lián)，電壓表測(cè)變阻器兩端的電壓，電流表測(cè)電路中的電流．
滑動(dòng)變阻器滑片移至最左端時(shí)，接入電路中的電阻為零，
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，且燈泡正常發(fā)光，
所以，R兩端的電壓：
U_R=U-U_L=9V-6V=3V，
因串聯(lián)電路中各處的電流相等，
所以，由I=$\frac{U}{R}$可得，R的阻值：
R=$\frac{{U}_{R}}{{I}_{R}}$=$\frac{{U}_{R}}{{I}_{L}}$=$\frac{3V}{0.6A}$=5Ω，
燈泡的電阻：
R_L=$\frac{{U}_{L}}{{I}_{L}}$=$\frac{6V}{0.6A}$=10Ω，
當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大時(shí)，電路中的電流：
I=$\frac{U}{{R}_{L}+{R}_{滑}+R}$=$\frac{9V}{10Ω+20Ω+5Ω}$=$\frac{9}{35}$A，
滑動(dòng)變阻器兩端的電壓：
U_L=IR₂=$\frac{9}{35}$A×20Ω≈5V＞3V，
所以，當(dāng)電壓表的示數(shù)為3V時(shí)，電路中的電流最小，
此時(shí)燈泡與R兩端的電壓：
U_LR=U-U_滑=9V-3V=6V，
電路中的最小電流：
I_小=$\frac{{U}_{LR}}{{R}_{L}+R}$=$\frac{6V}{10Ω+5Ω}$=0.4A．
故答案為：0.4．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律的靈活應(yīng)用，關(guān)鍵是根據(jù)電壓表的量程和滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大時(shí)其兩端的電壓確定電路中的最小電流，要注意燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓和額定電壓相等．