Question

一次實(shí)驗(yàn)中，郝奇同學(xué)連接了如圖所示的電路，電源電壓為6V且保持不變，電阻R₁=8Ω，滑動變阻器R₂的最大阻值為10Ω．他所選用的電壓表量程為0～3V，電流表量程為0～0.6A．為了保證電路安全，實(shí)驗(yàn)中滑動變阻器接入電路的阻值范圍．

Answer 1

分析：由電路圖可知，定值電阻R₁與滑動變阻器R₂串聯(lián)，電壓表測滑動變阻器兩端的電壓，電流表測量電路總電流；電流表示數(shù)最大為0.6A，電壓表示數(shù)最大為3V，根據(jù)歐姆定律分別算出對應(yīng)的滑動變阻器的阻值即可得出答案．

解答：解：由電路圖可知，定值電阻R₁與滑動變阻器R₂串聯(lián)，電壓表測滑動變阻器兩端的電壓，電流表測量電路總電流．
當(dāng)電流表示數(shù)為I₁=0.6A時，滑動變阻器接入電路中的電阻最小，
根據(jù)歐姆定律可得，電阻R₁兩端電壓：
U₁=I₁R₁=0.6A×8Ω=4.8V，
∵串聯(lián)電路的總電壓等于各分電壓之和，
∴滑動變阻器兩端的電壓U₂=U-U₁=6V-4.8V=1.2V，
滑動變阻器連入電路的電阻最小為：
R_小=

U2

I1

=

1.2V

0.6A

=2Ω；
當(dāng)電壓表示數(shù)最大為U₂′=3V時，
R₁兩端電壓為U₁′=U-U₂′=6V-3V=3V，
電路電流為I=

U1′

R1

=

3V

8Ω

=0.375A，
滑動變阻器接入電路的電阻最大為：
R_大=

U2′

I

=

3V

0.375A

=8Ω．
故滑動變阻器接入電路的阻值范圍是2Ω～8Ω．
答：為了保證電路安全，實(shí)驗(yàn)中滑動變阻器接入電路的阻值范圍為2Ω～8Ω．

點(diǎn)評：本題考查串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律的靈活應(yīng)用，關(guān)鍵是會根據(jù)電表的量程確定滑動變阻器接入電路中最大或最小值的判斷．