Question

（2002?廣州）如圖所示，電源電壓為6伏保持不變．電阻R=5歐，變阻器R′的最大阻值是10歐．
求：（1）電流表示數(shù)的變化范圍
（2）電壓表示數(shù)的變化范圍
（3）若將一個(gè)“4V 1W”的小燈泡換下電阻R．且小燈泡正常發(fā)光，變阻器的阻值應(yīng)調(diào)至多大？

Answer 1

分析：（1）當(dāng)滑片位于a端時(shí)，電路為R的簡單電路，此時(shí)電路中的電流最大，根據(jù)求出其大小；當(dāng)滑片位于b端時(shí)，R與滑動(dòng)變阻器的最大阻值串聯(lián)，電路中的電流最小，根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出最小值，進(jìn)一步求出電流表示數(shù)的變化范圍；
（2）根據(jù)歐姆定律可知電路中的電流最大時(shí)電壓表的示數(shù)最大，電路中的電流最小時(shí)電壓表的示數(shù)最小，根據(jù)歐姆定律求出最大和最小值，進(jìn)一步得出電壓表示數(shù)的變化范圍；
（3）燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓和額定電壓相等，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，根據(jù)并聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，利用歐姆定律求出不正確接入電路中的電阻．

解答：解：（1）當(dāng)滑片位于a端時(shí)，電路為R的簡單電路，此時(shí)電路中的電流最大，
根據(jù)歐姆定律可得：
I_max=

U

R

=

6V

5Ω

=1.2A，
當(dāng)滑片位于b端時(shí)，R與滑動(dòng)變阻器的最大阻值串聯(lián)，電路中的電流最小，
∵串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
∴電路中的最小電流：
I_min=

U

R+R′

=

6V

5Ω+10Ω

=0.4A，
∴電流表示數(shù)的變化范圍為0.4A～1.2A；
（2）根據(jù)歐姆定律可知電路中的電流最大時(shí)電壓表的示數(shù)最大，電路中的電流最小時(shí)電壓表的示數(shù)最小，
則U_Rmax=I_maxR=1.2A×5Ω=6V，
U_Rmin=I_minR=0.4A×5Ω=2V，
∴電壓表示數(shù)的變化范圍為2V～6V；
（3）燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓為4V，功率為1W，
∵串聯(lián)電路中各處的電流相等，
∴根據(jù)P=UI可得，電路中的電流：
I=

PL

UL

=

1W

4V

=0.25A，
∵串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
∴滑動(dòng)變阻器兩端的電壓：
U_滑=U-U_L=6V-4V=2V，
滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻：
R_滑=

U滑

I

=

2V

0.25A

=8Ω．
答：（1）電流表示數(shù)的變化范圍為0.4A～1.2A；
（2）電壓表示數(shù)的變化范圍為2V～6V；
（3）小燈泡正常發(fā)光，變阻器的阻值應(yīng)調(diào)至8Ω大．

點(diǎn)評：本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律、電功率公式的應(yīng)用，會(huì)判斷電表的最大和最小示數(shù)以及知道燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓與額定電壓相等是關(guān)鍵．