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(2013?武清區(qū)一模)如圖所示電路,燈L標有“3V 0.9W”,滑動變阻器R上標有“50Ω 1A”的字樣,電壓表量程為0~3V,則燈L正常工作時的電流為
0.3
0.3
A.若電源電壓為4.5V,為了保證電路中各元件安全工作,滑動變阻器允許接入電路的阻值范圍是
5Ω~20Ω
5Ω~20Ω
分析: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,電流表測電路中的電流.
(1)燈泡正常工作時的功率和額定功率相等,根據P=UI此時的電流;
(2)比較燈泡正常發(fā)光時的電流和電流表的最大示數確定電路中的最大電流,此時滑動變阻器接入電路中的電阻最小,根據串聯(lián)電路的電壓特點求出滑動變阻器兩端的電壓,再根據歐姆定律求出滑動變阻器接入電路中的最小值;當電壓表的示數最大時,滑動變阻器接入電路中的電阻最大,根據串聯(lián)電路的電壓特點求出燈泡兩端的電壓,根據歐姆定律求出電路中的最小電流,進一步求出滑動變阻器接入電路中的最大阻值.
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,電流表測電路中的電流.
(1)燈泡正常發(fā)光時的電壓為3V,功率為0.9W,
根據P=UI可得,此時的電流:
IL=
PL
UL
=
0.9W
3V
=0.3A;
(2)∵串聯(lián)電路中各處的電流相等,且電流表的量程為0~0.6A,滑動變阻器允許通過的最大電流為1A,
∴電路中的最大電流Imax=0.3A,此時滑動變阻器接入電路中的電阻最小,
∵I=
U
R

∴燈泡的電阻:
RL=
UL
IL
=
3V
0.3A
=10Ω,
電路中的總電阻:
R=
U
Imax
=
4.5V
0.3A
=15Ω,
∵串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和,
∴滑動變阻器接入電路中的最小阻值:
Rmin=R-RL=15Ω-10Ω=5Ω;
當電壓表的示數最大為3V時,滑動變阻器接入電路中的電阻最大,電路中的電流最小,
此時燈泡兩端的電壓:
UL′=U-URmax=4.5V-3V=1.5V,
電路中的電流:
Imin=
U′L
RL
=
1.5V
10Ω
=0.15A,
滑動變阻器接入電路中的最大阻值:
Rmax=
URmax
Imin
=
3V
0.15A
=20Ω,
∴滑動變阻器連入電路中的阻值范圍是5Ω~20Ω.
故答案為:0.3;5Ω~20Ω.
點評:滑動變阻器的作用就是要保護電路中的各元件,并改變電路的電流、電壓大小,在確定滑動范圍時,應重點關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,尤其要關注多個電壓或電流的情況,必須保證每一個元件都不能超過其工作要求.
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變大
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