Question

19．如圖所示，電源電壓為4.5V，電壓表量程為“0～3V”，電流表量程為“0～0.6A”，滑動變阻器規(guī)格為“10Ω 1A”，小燈泡L標(biāo)有“2.5V 1.25W”（燈絲電阻不變）．在保證小燈泡L電流不超出額定電流的情況下，移動滑動變阻器的滑片，則：滑動變阻器連入電路的阻值變化范圍是4Ω～10Ω，電流表示數(shù)變化范圍是0.3A～0.5A．

Answer 1

分析 燈泡正常發(fā)光時的電壓和額定電壓相等，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點求出電壓表的示數(shù)為3V時燈泡兩端的電壓，確定燈泡是否可以正常發(fā)光；根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點可知電路中的最大電流為燈泡額的電流和滑動變阻器允許通過最大電流中較小的一個，根據(jù)P=UI求出電路中的最大電功率，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點和歐姆定律求出滑動變阻器接入電路中的最小阻值．

解答 解：由電路圖可知，燈泡與滑動變阻器串聯(lián)，電壓表測滑動變阻器兩端的電壓．
燈泡正常發(fā)光時的電壓為2.5V，功率為1.25W，當(dāng)電壓表的示數(shù)為3V時，串聯(lián)電路總電壓等于各分電壓之和，此時電壓表的示數(shù)U_滑=U-U_L=4.5V-2.5V=2V；
2V＜3V，沒有超出電壓表的量程，燈泡兩端的電壓可以達(dá)到2.5V，串聯(lián)電路中各處的電流相等，根據(jù)P=UI可得，燈泡正常發(fā)光時電路中的電流：
I=I_L=$\frac{P}{U}$=$\frac{1.25W}{2.5V}$=0.5A，滑動變阻器允許通過的最大電流為1A，電路中的最大電流I_max=0.5A，
此時滑動變阻器接入電路的電阻最小，最小為：R_滑min=$\frac{{U}_{滑}}{{I}_{max}}$=$\frac{2V}{0.5A}$=4Ω；
當(dāng)電壓表的示數(shù)為3V時，電路中的電流最小，滑動變阻器接入電路中的電阻最大，
燈泡的電阻：R_L=$\frac{{U}_{L}}{{I}_{L}}$=$\frac{2.5V}{0.5A}$=5Ω，燈泡兩端的電壓：U_L′=U-U_滑max=4.5V-3V=1.5V，
電路中的最小電流：I_min=$\frac{{{U}_{L}}^{'}}{{R}_{L}}$=$\frac{1.5V}{5Ω}$=0.3A，
電路中電流變化的范圍是0.3A～0.5A；
滑動變阻器接入電路中的最大阻值：R_滑max=$\frac{{U}_{滑max}}{{I}_{min}}$=$\frac{3V}{0.3A}$=10Ω，
滑動變阻器阻值變化的范圍是4Ω～10Ω．
故答案為：4Ω～10Ω；0.3A～0.5A．

點評 本題考查了串聯(lián)電路的特點和歐姆定律、電功率公式的靈活應(yīng)用，關(guān)鍵是根據(jù)燈泡的額定電流確定電路中的最大電流和電壓表的最大示數(shù)確定電路中的最小電流，并且要知道燈泡正常發(fā)光時的電壓和額定電壓相等．