Question

如圖所示電路，電源兩端電壓U=7.5V，且保持不變，L為標(biāo)有“6V，0.5A”的小燈泡，不考慮燈絲電阻隨溫度的變化．電流表量程為0～0.6A，電壓表量程為0～3V．閉合開(kāi)關(guān)S后，要求燈L兩端的電壓不超過(guò)額定電壓，且兩電表的示數(shù)均不超過(guò)各自的量程，則滑動(dòng)變阻器允許接入電路的阻值范圍為

3～8

Ω．

Answer 1

分析：比較額定電流及電流表的最大量程，可得出電路中允許通過(guò)的最大電流；由圖可知燈泡、電阻及滑動(dòng)變阻器為串聯(lián)，則當(dāng)滑動(dòng)變阻器阻值短路時(shí)電流表示數(shù)最大，但不能超過(guò)額定電流，故可求得滑動(dòng)變阻器接入電路的最小阻值；隨著滑動(dòng)變阻器接入電阻的增大，電路中電流減小，故電流表不會(huì)超過(guò)量程，由串聯(lián)電路的電壓規(guī)律可得出電壓表示數(shù)越大，則當(dāng)電壓表達(dá)最大電壓時(shí)，滑動(dòng)變阻器的阻值為最大允許接入阻值．

解答：解：∵I=

U

R

∴R_L=

UL

IL

=

6V

0.5A

=12Ω；
為不燒壞燈泡，則電路中的最大電流為0.5A，此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電阻最小；則
∵I=

U

R

∴R+R_L=

U

IL

即R=

7.5V

0.5A

-12Ω=3Ω；
當(dāng)電壓表示數(shù)為U₂=3V時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻最大，此時(shí)燈泡兩端電壓：U₁=U-U₂=7.5V-3V=4.5V；
則此時(shí)電路中的電流I₁=

U1

RL

=

4.5V

12Ω

=

3

8

A；
則滑動(dòng)變阻器的接入電路的最大電阻：R′=

U2

I1

=

3V

3 8 A

=8Ω；
即滑動(dòng)變阻器允許接入電路的阻值范圍為3Ω～8Ω．
故答案為：3～8．

點(diǎn)評(píng)：本題難點(diǎn)在于如何分析得出兩電表及燈泡的額定電流與滑動(dòng)變阻器阻值的關(guān)系，并能求出保護(hù)電阻的阻值；對(duì)學(xué)生的分析能力要求較高．