Question

（2013?海陵區(qū)二模）如圖所示的電路中，電源電壓為4.5V，燈L標(biāo)有“3V 0.9W”，滑動(dòng)變阻器R上標(biāo)有“30Ω 1A”的字樣，電壓表量程為0～3V．當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向左移動(dòng)時(shí)，電壓表的示數(shù)將

變小

．為了保證電路中各元件安全工作，滑動(dòng)變阻器連入電路中的阻值范圍是

5～20Ω

．（設(shè)燈絲電阻保持不變）

Answer 1

分析：由電路圖可知，燈泡與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電壓表測(cè)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，電流表測(cè)電路中的電流．
（1）根據(jù)滑片的移動(dòng)確定接入電路中電阻的變化，根據(jù)歐姆定律可知電路中電流的變化和燈泡兩端的電壓變化，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可知電壓表示數(shù)的變化；
（2）根據(jù)P=UI求出燈泡的額定電流，根據(jù)歐姆定律求出燈泡的電阻，結(jié)合滑動(dòng)變阻器允許通過(guò)的最大電流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)歐姆定律求出電路中的總電阻，利用電阻的串聯(lián)求出滑動(dòng)變阻器接入電路中的最小值；當(dāng)電壓表的示數(shù)最大時(shí)，滑動(dòng)變阻器允許接入電路的電阻最大，根據(jù)串連電路的電壓特點(diǎn)求出燈泡兩端的電壓，根據(jù)歐姆定律求出電路中的電流，進(jìn)一步求出滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值．

解答：解：由電路圖可知，燈泡與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電壓表測(cè)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，電流表測(cè)電路中的電流．
（1）當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向左移動(dòng)時(shí)，接入電路中的電阻變小，電路中的總電阻變小，
根據(jù)歐姆定律可知，電路中的電流變大，燈泡兩端的電壓變大，
根據(jù)串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和可知，滑動(dòng)變阻器兩端的電壓變小，即電壓表的示數(shù)變��；
（2）根據(jù)P=UI可得，燈泡的額定電流：
I_L=

PL

UL

=

0.9W

3V

=0.3A，
根據(jù)歐姆定律可得，燈泡的電阻：
R_L=

UL

IL

=

3V

0.3A

=10Ω，
∵串聯(lián)電路中各處的電流相等，且滑動(dòng)變阻器允許通過(guò)的最大電流為1A，
∴電路中的最大電流I_max=0.3A，
此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最小，電路中的總電阻：
R_總=

U

Imax

=

4.5V

0.3A

=15Ω，
∵串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
∴滑動(dòng)變阻器接入電路的最小阻值：
R_min=R_總-R_L=15Ω-10Ω=5Ω；
當(dāng)電壓表的示數(shù)最大為3V時(shí)，電路中的電流最小，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻最大，
此時(shí)燈泡兩端的電壓：
U_Lmin=U-U_R=4.5V-3V=1.5V，
電路的電流：
I_min=

ULmin

RL

=

1.5V

10Ω

=0.15A，
滑動(dòng)變阻器接入電路的最大電阻值：
R_max=

UR

Imin

=

3V

0.15A

=20Ω，
即滑動(dòng)變阻器連入電路中的阻值范圍是5～20Ω．
故答案為：變小；5～20Ω．

點(diǎn)評(píng)：滑動(dòng)變阻器的作用就是要保護(hù)電路中的各元件，并改變電路的電流、電壓大小，在確定滑動(dòng)范圍時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)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(gè)電壓或電流的情況，必須保證每一個(gè)元件都不能超過(guò)其工作要求．