Question

4．電源電壓U=4.5V不變，R₁上標(biāo)有“6Ω，0.5A”，滑動(dòng)變阻器上標(biāo)有“30Ω，1A”，電壓表使用0-3V量程，電流表0-0.6A量程，為了保護(hù)個(gè)表和元件，變阻器R₂接入電路的阻值范圍是3Ω～12Ω．．

Answer 1

分析 由電路圖可知，滑動(dòng)變阻器R₂與電阻R₁串聯(lián)，電壓表測(cè)R₂兩端的電壓，電流表測(cè)電路中的電流，比較R₁和滑動(dòng)變阻器允許通過(guò)的最大電流以及電流表的路程確定電路中的最大電流，此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻最小，根據(jù)歐姆定律求出電路中的總電阻，利用電阻的串聯(lián)求出滑動(dòng)變阻器接入電路中的最小阻值；當(dāng)電壓表的示數(shù)最大時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻最大，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出R₁兩端電壓，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，再根據(jù)歐姆定律求出滑動(dòng)變阻器接入電路的最大電阻，進(jìn)一步得出答案．

解答 解：由電路圖可知，滑動(dòng)變阻器R₂與電阻R₁串聯(lián)，電壓表測(cè)R₂兩端的電壓，電流表測(cè)電路中的電流，
因串聯(lián)電路中各處的電流相等，且R₁允許通過(guò)的最大電流為0.5A，滑動(dòng)變阻器允許通過(guò)的最大電流1A，電流表0～0.6A量程，
所以，電路中的最大電流I₁=0.5A，此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻最小，
由I=$\frac{U}{R}$可知，電路中的電流：
R=$\frac{U}{{I}_{1}}$=$\frac{4.5V}{0.5A}$=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_2小=R-R₁=9Ω-6Ω=3Ω；
當(dāng)電壓表的示數(shù)最大U₂=3V時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻最大，
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，R₁兩端電壓：
U₁=U-U₂=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：
I₂=$\frac{{U}_{1}}{{R}_{1}}$=$\frac{1.5V}{6Ω}$=0.25A，
則滑動(dòng)變阻器接入電路的最大電阻：
R_2大=$\frac{{U}_{2}}{{I}_{2}}$=$\frac{3V}{0.25A}$=12Ω，
則變阻器R₂接入電路的阻值范圍是3Ω～12Ω．
故答案為：3Ω～12Ω．

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)確定電路中的最大電流是關(guān)鍵．