Question

6．如圖所示電路中，燈L標有“3V、0.9W”，滑動變阻器標有“20Ω，1A”的字樣，電壓表量程為0～3V，則燈L正常工作時的電流為0.3A．若電源電壓為4.5V，為保證電路中各元件安全工作，滑動變阻器連入電路的阻值范圍是5～20Ω．

Answer 1

分析 （1）由P=UI計算燈泡正常工作的電流；
（2）由圖知，L與R串聯，根據燈泡、滑動變阻器的規格和電流表量程確定電路中最大電流，此時R連入阻值最小，由串聯電路特點和歐姆定律計算R的最小值；
由于電壓表量程為0～3V，則變阻器的最大電壓為3V，由串聯電路特點和歐姆定律計算R的最大值．

解答 解：
（1）已知L的額定電壓和額定功率，由P=UI可得燈泡正常工作的電流：
I_額=$\frac{{P}_{額}}{{U}_{額}}$=$\frac{0.9W}{3V}$=0.3A；
（2）由圖知，L與R串聯，
燈泡正常工作電流0.3A，滑動變阻器允許通過最大電流1A，由于串聯電路中電流處處相等，所以電路中的最大電流為0.3A，此時R連入阻值最小，
由串聯電路特點和歐姆定律可得：
R_最小=$\frac{U-{U}_{額}}{{I}_{最大}}$=$\frac{4.5V-3V}{0.3A}$=5Ω；
由I=$\frac{U}{R}$得燈泡電阻R_L=$\frac{{U}_{額}}{{I}_{額}}$=$\frac{3V}{0.3A}$=10Ω，已知電壓表量程為0～3V，則當R兩端電壓為3V時電壓表安全．
由串聯電路的啊總電壓等于各電阻兩端的電壓之和可知：
此時燈泡兩端的電壓U_L=U-U_R最大=4.5V-3V=1.5V，
電路中的電流I_最小=$\frac{{U}_{L}}{{R}_{L}}$=$\frac{1.5V}{10Ω}$=0.15A，
R_最大=$\frac{{U}_{R最大}}{{I}_{最小}}$=$\frac{3V}{0.15A}$=20Ω；
所以阻值變化范圍為5～20．
故答案為：0.3；5～20．

點評 本題考查了串聯電路特點、歐姆定律和電功率公式的靈活應用，關鍵是根據電路特點判斷電路的最大電流，根據電壓表的量程判斷電路中的最小電流．