践行者初中物理电学典题详解第570题

（2024聊城）如甲图所示电路中，电源电压不变，R1=20Ω，滑动变阻器R2的最大电阻为50Ω，电流表使用的量程为0~0.6A。小灯泡L的额定电压为3.8V，其电流随电压的变化规律如乙图所示。当只闭合S2时，电流表的示数为0.25A。求：⑴电源电压；⑵当只闭合S3时，要使小灯泡L正常发光，滑动变阻器R2连入电路的电阻；⑶当闭合S1、S2、S3时，为保证不损坏电流表，滑动变阻器R2的电阻可调范围和电路消耗的总电功率的变化范围。

解析:1当只闭合S2时:

①由甲图可知:R1与L串联，A测量电路中的电流I，

②由题意知:R1=20Ω，I=0.25A，

③由乙图可知:当I=0.25A时，UL=3V，

则电源电压U=UL+IR1=3V+0.25A×20Ω=8V。

2当只闭合S3时:

①由甲图可知:R2与L串联，A测量电路中的电流I'，

②由题意可知:L正常发光，UL额=3.8V，

则UL=UL额=3.8V，

③由乙图可知:当UL=3.8V时，I'=0.3A，

则此种情景下，R2接入电路中的阻值为

R2=(U-UL)/I'=(8V-3.8V)/0.3A=14Ω。

3当S1、S2与S3都闭合时:

①分析电路图可知:L短路，R1与R2并联，

A测量干路中的电流I''，

②由题意可知:U=8V，R1=20Ω，R2max=50Ω，

A量程为0~0.6A，

则I''max=0.6A，I2min=U/R2max=8V/50Ω=0.16A

又I1=U/R1=8V/20Ω=0.4A，

则I2max=I''max-I1=0.6A-0.4A=0.2A，

R2min=U/I2max=8V/0.2A=40Ω，

I''min=I1+I2min=0.4+0.16A=0.56A，

Pmax=UI''max=8V×0.6A=4.8W，

Pmin=UI''min=8V×0.56A=4.48W。

综上:R2的电阻可调范围为40Ω~50Ω，

电路消耗的总电功率的变化范围为4.48W~4.8W。

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