Question

如圖所示的電路中，燈L標有“3V 0.9W”、滑動變阻器R上標有“50Ω  1A”的字樣，電壓表量程為“0～3V”，電流表量程為“0～0.6A”，電源電壓恒為4.5V，不考慮溫度對電阻的影響．閉合開關S，為了保證電路中各元件安全工作，滑動變阻器接入電路中的阻值范圍是　    　Ω，電壓表的示數變化范圍是　    　V．

Answer 1

5～20；1.5～3

試題分析：通過讀圖首先明確這是一個串聯電路，電壓表測滑動變阻器的電壓．滑動變阻器滑片的移動會改變電路中的電流大小、電壓分配等，因此，為了保護每一個元件，我們應該以最小的電流或電壓值為限度，通過確定最大值和最小值，最終確定范圍．
燈泡正常工作時的電流I_燈===0.3A，燈泡的電阻R_燈===10Ω．
比較燈泡、變阻器允許通過的最大電流和電流表的量程可知，0.3A＜0.6A＜1A，故電路中的電流不得超過0.3A．
此時電路中的總電阻R_總1===15Ω，
∵燈泡與變阻器串聯
∴滑動變阻器的最小電阻R_小=15Ω﹣10Ω=5Ω．
滑動變阻器阻值增大時，電壓表的示數不得超過3V，
則燈泡此時兩端的電壓=4.5V﹣3V=1.5V，
電路中的電流I′==0.15A，
滑動變阻器此時的最大阻值R_大===20Ω．
所以，滑動變阻器接入電路的阻值范圍是5～20Ω；
電壓表的最小值U_小=I_燈R_小=0.3A×5Ω=1.5V，
電壓表的最大值U_大=I′R_大=0.15A×20Ω=3V，
所以，電壓表的示數變化范圍是 1.5～3V．
點評：滑動變阻器的作用就是要保護電路中的各元件，并改變電路的電流、電壓大小，在確定滑動范圍時，應重點關注電流與電壓的變化，找出最大值和最小值才能最終確定其范圍，具體電路中，尤其要關注多個電壓或電流的情況，必須保證每一個元件都不能超過其工作要求．