Question

【題目】如圖所示電路，電源電壓恒為8V，電壓表量程為0～3V，電流表量程為0～0.6A，滑動(dòng)變阻器的規(guī)格為“20Ω 1A”，燈泡標(biāo)有“6V 3W”字樣．若閉合開關(guān)，兩電表示數(shù)均不超過所選量程，燈泡兩端的電壓不超過額定值，不考慮燈絲電阻變化，燈L正常工作時(shí)，滑動(dòng)變阻器的功率為 W．為了保證電路中各元件安全工作，滑動(dòng)變阻器允許接入電路的阻值范圍是 Ω．

Answer 1

【答案】1；4Ω～7.2

【解析】試題分析：由電路圖可知，滑動(dòng)變阻器R與燈泡L串聯(lián)，電壓表測燈泡兩端的電壓，電流表測電路中的電流．

（1）燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓和額定電壓相等，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，根據(jù)P=UI和串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)求出電路中的電流，利用P=UI求出滑動(dòng)變阻器消耗的電功率；

（2）比較燈泡的額定電流和電流表的量程確定電路中的最大電流，此時(shí)滑動(dòng)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)求出最小阻值；當(dāng)電壓表的示數(shù)最大時(shí)滑動(dòng)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)和歐姆定律得出等式即可求出接入電路的最大阻值，進(jìn)一步得出變阻器接入電路中電阻的范圍．

解：由電路圖可知，滑動(dòng)變阻器R與燈泡L串聯(lián)，電壓表測燈泡兩端的電壓，電流表測電路中的電流．

（1）燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓UL=6V，功率PL=3W，

因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，

所以，燈泡正常發(fā)光時(shí)，滑動(dòng)變阻器兩端的電壓：

UR=U﹣UL=8V﹣6V=2V，

因串聯(lián)電路中各處的電流相等，

所以，由P=UI可得，電路中的電流：

I===0.5A，

則滑動(dòng)變阻器的功率：

PR=URI=2V×0.5A=1W；

（2）燈泡的額定電流為0.5A，電流表的量程為0～0.6A，則電路中的最大電流為0.5A，

由I=可得，燈泡的電阻：

RL===12Ω，

電路中的總電阻：

R總===16Ω，

因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，

所以，滑動(dòng)變阻器接入電路中的最小阻值：

R小=R總﹣RL=16Ω﹣12Ω=4Ω，

當(dāng)電壓表的示數(shù)UR大=3V時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大，

此時(shí)燈泡兩端的電壓：

UL′=U﹣UR大=8V﹣3V=5V，

因串聯(lián)電路中各處的電流相等，

所以，I小==，即=，

解得：R大=7.2Ω，

則滑動(dòng)變阻器允許接入電路的阻值范圍是4Ω～7.2Ω．

故答案為：1；4Ω～7.2．