Question

3．如圖，電源電壓為15V，L的電阻是10Ω，滑動變阻器的最大值是40Ω．閉合開關(guān)后，滑片從a端向b端移動時，電壓表對應(yīng)的示數(shù)變化范圍是3V～15V，燈L消耗的電功率不變．（選填“變大”、“變小”或“不變”）

Answer 1

分析 由電路圖可知，燈泡與滑動變阻器的最大阻值串聯(lián)，電壓表測滑片左側(cè)和燈泡兩端的電壓之和，電壓表的內(nèi)阻很大、在電路中相當(dāng)于斷路，據(jù)此可知，滑片移動時電路中的總電阻不變和滑片左側(cè)部分電阻的變化，根據(jù)歐姆定律可知電路中電流的變化和電壓表示數(shù)的變化，根據(jù)P=I²R可知燈泡實(shí)際功率的變化；當(dāng)滑片位于a端時，電壓表的示數(shù)最小，根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出電路中的電流，再根據(jù)歐姆定律求出電壓表的示數(shù)，當(dāng)滑片位于b端時，電壓表的示數(shù)最大即為電源的電壓，據(jù)此得出電壓表對應(yīng)的示數(shù)變化范圍．

解答 解：由電路圖可知，燈泡與滑動變阻器的最大阻值串聯(lián)，電壓表測滑片左側(cè)和燈泡兩端的電壓之和，
因電壓表的內(nèi)阻很大、在電路中相當(dāng)于斷路，
所以，滑片從a端向b端移動時，電路中的總電阻不變，但滑片左側(cè)部分兩端的電阻變大，
由I=$\frac{U}{R}$可知，電路中的電流不變，
由U=IR可知，滑片左側(cè)和燈泡兩端的電壓之和變大，即電壓表的示數(shù)變大；
由P=I²R可知，燈泡消耗的電功率不變；
當(dāng)滑片位于a端時，電壓表的示數(shù)最小，
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，電路中的電流：
I=$\frac{U}{{R}_{L}+R}$=$\frac{15V}{10Ω+40Ω}$=0.3A，
電壓表的最小示數(shù)：
U_L=IR_L=0.3A×10Ω=3V，
當(dāng)滑片位于b端時，電壓表的示數(shù)最大，最大示數(shù)為電源的電壓15V，
所以，電壓表對應(yīng)的示數(shù)變化范圍是3V～15V．
故答案為：3V～15V；不變．

點(diǎn)評 本題考查了電路的動態(tài)分析和串聯(lián)電路特點(diǎn)以及歐姆定律的應(yīng)用，關(guān)鍵是根據(jù)電壓表的正確使用判斷出滑片的移動不能改變接入電路中的電阻但可以改變電壓表所測的電阻．