Question

4．電源電壓U=4.5V不變，R₁上標有“6Ω，0.5A”，滑動變阻器上標有“30Ω，1A”，電壓表使用0-3V量程，電流表0-0.6A量程，為了保護個表和元件，變阻器R₂接入電路的阻值范圍是3Ω～12Ω．．

Answer 1

分析 由電路圖可知，滑動變阻器R₂與電阻R₁串聯(lián)，電壓表測R₂兩端的電壓，電流表測電路中的電流，比較R₁和滑動變阻器允許通過的最大電流以及電流表的路程確定電路中的最大電流，此時滑動變阻器接入電路的電阻最小，根據(jù)歐姆定律求出電路中的總電阻，利用電阻的串聯(lián)求出滑動變阻器接入電路中的最小阻值；當電壓表的示數(shù)最大時，滑動變阻器接入電路的電阻最大，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點求出R₁兩端電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點和歐姆定律求出電路中的電流，再根據(jù)歐姆定律求出滑動變阻器接入電路的最大電阻，進一步得出答案．

解答 解：由電路圖可知，滑動變阻器R₂與電阻R₁串聯(lián)，電壓表測R₂兩端的電壓，電流表測電路中的電流，
因串聯(lián)電路中各處的電流相等，且R₁允許通過的最大電流為0.5A，滑動變阻器允許通過的最大電流1A，電流表0～0.6A量程，
所以，電路中的最大電流I₁=0.5A，此時滑動變阻器接入電路的電阻最小，
由I=$\frac{U}{R}$可知，電路中的電流：
R=$\frac{U}{{I}_{1}}$=$\frac{4.5V}{0.5A}$=9Ω，
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，滑動變阻器接入電路中的最小阻值：
R_2小=R-R₁=9Ω-6Ω=3Ω；
當電壓表的示數(shù)最大U₂=3V時，滑動變阻器接入電路的電阻最大，
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，R₁兩端電壓：
U₁=U-U₂=4.5V-3V=1.5V，
因串聯(lián)電路中各處的電流相等，
所以，電路中的電流：
I₂=$\frac{{U}_{1}}{{R}_{1}}$=$\frac{1.5V}{6Ω}$=0.25A，
則滑動變阻器接入電路的最大電阻：
R_2大=$\frac{{U}_{2}}{{I}_{2}}$=$\frac{3V}{0.25A}$=12Ω，
則變阻器R₂接入電路的阻值范圍是3Ω～12Ω．
故答案為：3Ω～12Ω．

點評 本題考查了串聯(lián)電路的特點和歐姆定律的應用，會確定電路中的最大電流是關鍵．