Question

15．如圖所示，電源電壓為6V，燈泡上標(biāo)有“3.9V，0.3A”的字樣，滑動(dòng)變阻器上標(biāo)有“50Ω，1.5A”，電壓表量程為0-3V，電流表量程為0-0.6A，為保護(hù)電路，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值范圍（忽略溫度對(duì)燈絲電阻的影響）．

Answer 1

分析 由電路圖可知，燈泡L與電阻R串聯(lián)，電壓表測(cè)R兩端的電壓，電流表測(cè)電路中的電流，比較燈泡的額定電流和電流表的量程、滑動(dòng)變阻器允許通過的最大電流確定電路中的最大電流，此時(shí)變阻器接入電路中的電阻最小，根據(jù)歐姆定律求出燈泡的電阻和電路中的總電阻，利用電阻的串聯(lián)求出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)變阻器接入電路中的電阻最大，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出燈泡兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)和歐姆定律求出變阻器接入電路中的最大阻值，進(jìn)一步得出答案．

解答 解：由電路圖可知，燈泡L與電阻R串聯(lián)，電壓表測(cè)R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，且燈泡的額定電流為0.3A，變阻器允許通過的最大電流，電流表的量程為0.6A，
所以，電路中的最大電流I_大=0.3A，
由I=$\frac{U}{R}$可得，燈泡和電路中的總電阻分別為：
R_L=$\frac{{U}_{L}}{{I}_{L}}$=$\frac{3.9V}{0.3A}$=13Ω，R_總=$\frac{U}{{I}_{大}}$=$\frac{6V}{0.3A}$=20Ω，
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，變阻器接入電路中的最小電阻：
R_小=R_總-R_L=20Ω-13Ω=7Ω；
當(dāng)電壓表的示數(shù)U_R大=3V時(shí)，變阻器接入電路中的電阻最大，
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，燈泡兩端的電壓：
U_L小=U-U_R大=6V-3V=3V，
此時(shí)電路中的電流：
I_小=$\frac{{U}_{L小}}{{R}_{L}}$=$\frac{3V}{13Ω}$=$\frac{3}{13}$A，
變阻器接入電路中的最大阻值：
R_大=$\frac{{U}_{R大}}{{I}_{小}}$=$\frac{3V}{\frac{3}{13}A}$=13Ω，
所以，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值范圍7Ω～13Ω．
答：為保護(hù)電路，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值范圍為7Ω～13Ω．

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，關(guān)鍵是滑動(dòng)變阻器接入電路中最大阻值和最小阻值的判斷．