《2026年河北中考必备卷物理》

20. （6分）如图15所示，电源电压不变，滑动变阻器R标有“50Ω 1A”，小灯泡L标有“6V 0.5A”字样。闭合开关，当滑片P在某一位置时，电压表示数为2V，电流表示数为0.5A，小灯泡L的I - U图像如图16所示。
（1）求小灯泡L正常发光时的电阻。
（2）求电源电压。
（3）将电源更换为可调电压电源，已知电流表量程0～0.6A，电压表量程0～15V。在保证电路安全的情况下，电源电压取某值后，闭合开关，移动滑片P，发现通过小灯泡L的电流都可以在0.2A～0.5A之间连续变化。求满足上述条件的电源电压的取值范围。

答案： 20.解:
(1)小灯泡正常发光时的电阻$R_{L}=\frac{U_{L}}{I_{L}}=\frac{6 V}{0.5 A}=12 \Omega$
(2)由题图15可知，灯泡与滑动变阻器$R$串联，电压表测量滑动变阻器$R$两端的电压，电流表测量电路中的电流，此时电路中的电流为0.5A，小灯泡刚好正常发光，根据小灯泡规格可知，小灯泡两端的电压为6V ，电源电压$U = U_{L} + U_{R} = 6 V + 2 V = 8 V$
(3)当电路中的电流为0.5A，滑动变阻器接入电路的阻值为0时，电源电压最小，此时的最小电源电压$U_{min}=U_{L}=6 V$；当电路中的电流为0.2A，滑动变阻器接入电路的阻值最大时，由欧姆定律可知，滑动变阻器两端的电压$U_{R}=I_{min}R=0.2 A × 50 \Omega = 10 V＜15 V$；由题图16可知，此时灯泡两端的电压$U_{L}' = 1 V$；此时电源电压最大，根据串联电路的特点可知，最大电源电压$U_{max}=U_{L}'+U_{R}=1 V + 10 V = 11 V$
综上，电源电压的取值范围为6～11V