《2025年高分突破课时达标讲练测九年级物理全一册沪科版》

21. 如图所示电路,电源电压为6 V且保持不变,滑动变阻器$R_{1}$的铭牌上标有“50 Ω 1.5 A”字样,定值电阻$R_{2}= 10\ \Omega$,电流表量程为0~0.6 A,电压表量程为0~3 V。当开关S、$S_{1}$闭合,$S_{2}$断开时,移动滑动变阻器的滑片P至中点,此时电流表示数为0.12 A,不考虑灯泡的电阻变化,求：

(1)灯泡的电阻；
(2)当开关S、$S_{1}$闭合,$S_{2}$断开时,电压表的最小示数；
(3)当开关S、$S_{2}$闭合,$S_{1}$断开时,定值电阻$R_{2}$实际电功率允许的变化范围。

答案：
(1)解：当S、S₁闭合，S₂断开时，R₁与L串联，电压表测L两端电压，电流表测电路电流。滑片在中点，R₁' = 25Ω。
I = 0.12A，总电阻R总 = U/I = 6V/0.12A = 50Ω。
R_L = R总 - R₁' = 50Ω - 25Ω = 25Ω。
(2)解：此时电路中电流越小，电压表示数越小。R₁最大为50Ω，电路最小电流I_min = U/(R₁ + R_L) = 6V/(50Ω + 25Ω) = 0.08A。
U_Lmin = I_min·R_L = 0.08A×25Ω = 2V。
(3)解：当S、S₂闭合，S₁断开时，R₁与R₂串联，电压表测R₂两端电压。
①电压表示数最大3V时，I_max = U₂max/R₂ = 3V/10Ω = 0.3A ＜ 0.6A，P₂max = U₂max·I_max = 3V×0.3A = 0.9W。
②R₁最大50Ω时，I_min = U/(R₁ + R₂) = 6V/(50Ω + 10Ω) = 0.1A，P₂min = I_min²R₂ = (0.1A)²×10Ω = 0.1W。
故R₂实际电功率变化范围为0.1W~0.9W。
答案：
(1)25Ω；
(2)2V；
(3)0.1W~0.9W。