Question

（2011?建鄴區(qū)一模）如圖所示的電路中，燈L標(biāo)有“3V 0.9W”、滑動變阻器R上標(biāo)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(guān)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

5～20

Ω，電壓表的示數(shù)變化范圍是

1.5～3

V．

Answer 1

分析：通過讀圖首先明確這是一個串聯(lián)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(yīng)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．

解答：解：燈泡正常工作時的電流I_燈=

P燈

U燈

=

0.9W

3V

=0.3A，燈泡的電阻R_燈=

U燈

I燈

=

3V

0.3A

=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=

U

I燈

=

4.5V

0.3A

=15Ω，
∵燈泡與變阻器串聯(lián)
∴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(shù)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′=

1.5V

10Ω

=0.15A，
滑動變阻器此時的最大阻值R_大=

U′

I′

=

3V

0.15A

=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(shù)變化范圍是 1.5～3V．
故答案為：5～20；1.5～3．

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(yīng)重點關(guān)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(guān)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．