Question

李芳同學在做電學實驗時，發(fā)現(xiàn)滑動變阻器有四個接線柱，她猜想：能不能利用這四個接線柱，連接出不同電路，獲得不同的作用效果．為了驗證這個猜想，她取了12V的電源、阻值范圍0∽48Ω的滑動變阻器、“12V　6W”的小燈泡、開關各一個和導線若干，連接出如圖甲、乙兩種不同電路．請你幫她分析解決下面的問題（設電源電壓不變，燈的電阻不變）
（1）甲圖中小燈泡兩端電壓的變化范圍；
（2）乙圖中小燈泡兩端電壓的變化范圍；
（3）在甲乙兩種電路中，滑動變阻器的作用效果有何不同？

Answer 1

解：（1）在甲圖中，當滑片P移動到a點時，Rap=0，小燈泡兩端的電壓為電源電壓即12V；
當滑片P移動到b點時，R_ab=48Ω，燈與滑動變阻器串聯(lián)；
燈泡的電阻R_L===24Ω，
電路中的電流I===A，
燈泡兩端的最小電壓U_L=IR_L=A×24Ω=4V；
所以小燈泡兩端電壓變化范圍為4V～12V．
（2）在乙圖中，當滑片P移到a點時，燈被短路，U_燈=0；
當滑片P移到b點時，燈與R_ab并聯(lián)U_燈=U=12V；
則小燈泡兩端電壓變化范圍為0～12V．
（3）在甲、乙兩種電路中，滑動變阻器都可以改變小燈泡兩端的電壓，但在乙電路圖中，滑動變阻器使小燈泡兩端電壓的變化范圍更大，能夠從0到電源電壓，而甲電路變化的范圍較小．
答：（1）甲圖中小燈泡兩端電壓的變化范圍為4V～12V；
（2）乙圖中小燈泡兩端電壓的變化范圍為0～12V；
（3）只要答出“乙圖燈的電壓變化范圍比甲中圖的大”即可得分．
分析：（1）在甲圖中，滑片P移動到a點時，電路為燈泡的簡單電路，燈泡兩端的電壓即為電源的電壓；當滑片P移動到b點時，燈泡與滑動變阻器的最大阻值串聯(lián)，先根據(jù)燈泡的銘牌求出電阻，再根據(jù)串聯(lián)電路電阻特點和歐姆定律求出電路中的電流、求出燈泡兩端的最小電壓，進一步可知電壓的變化范圍．
（2）在乙圖中，當滑片P移到a點時，燈被短路，U_燈=0；當滑片P移到b點時，燈與R_ab并聯(lián)．
（3）由以上分析可知乙圖燈的電壓變化范圍比甲中圖的大．
點評：本題考查了電路圖的動態(tài)分析，根據(jù)是能根據(jù)歐姆定律和滑動變阻器的移動得出燈泡兩端電壓變化的范圍．