Question

20．已知小燈泡R₁=5歐，電源電壓U=4.5V，電流表量程0-0.6A，電壓表量程0-3V，滑動(dòng)變阻器標(biāo)有“20歐 0.5A”，為了保證電路的安全，滑片變阻器R_p允許接入阻值的范圍是多少？

Answer 1

分析 由電路圖可知，燈泡與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電壓表測滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，電流表測電路中的電流．當(dāng)電壓表的示數(shù)最大時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出燈泡兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)和歐姆定律求出電路中的電流，利用歐姆定律求出變阻器接入電路中的最小阻值；根據(jù)電流表的路程和滑動(dòng)變阻器允許通過的最大電流確定電路中的最大電流，此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最小，根據(jù)歐姆定律求出電路中的總電阻，利用電阻的串聯(lián)求出變阻器接入電路中的最小阻值，然后得出答案．

解答 解：由電路圖可知，燈泡與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電壓表測滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，電流表測電路中的電流．
當(dāng)電壓表的示數(shù)U_P=3V時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大，
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，燈泡兩端的電壓：
U_L=U-U_P=4.5V-3V=1.5V，
因串聯(lián)電路中各處的電流相等，
所以，電路中的電流：
I=$\frac{{U}_{L}}{{R}_{L}}$=$\frac{1.5V}{5Ω}$=0.3A，
滑動(dòng)變阻器接入電路中的最大阻值：
R_P=$\frac{{U}_{P}}{I}$=$\frac{3V}{0.3A}$=10Ω；
因電流表量程為0～0.6A，滑動(dòng)變阻器允許通過的最大電流為0.5A，
所以，當(dāng)電路中的電流I′=0.5A時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最小，
此時(shí)電路中的總電阻：
R=$\frac{U}{I′}$=$\frac{4.5V}{0.5A}$=9Ω，
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，滑動(dòng)變阻器接入電路中的最小阻值：
R_P′=R-R_L=9Ω-5Ω=4Ω，
所以，滑片變阻器R_p允許接入阻值的范圍是4Ω～10Ω．
答：為了保證電路的安全，滑片變阻器R_p允許接入阻值的范圍是4Ω～10Ω．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律的應(yīng)用，會(huì)確定變阻器接入電路中最大和最小阻值時(shí)電表對(duì)于的示數(shù)是關(guān)鍵．