Question

（2013?海陵區二模）如圖所示的電路中，電源電壓為4.5V，燈L標有“3V 0.9W”，滑動變阻器R上標有“30Ω 1A”的字樣，電壓表量程為0～3V．當滑動變阻器的滑片向左移動時，電壓表的示數將

變小

．為了保證電路中各元件安全工作，滑動變阻器連入電路中的阻值范圍是

5～20Ω

．（設燈絲電阻保持不變）

Answer 1

分析：由電路圖可知，燈泡與滑動變阻器串聯，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）根據滑片的移動確定接入電路中電阻的變化，根據歐姆定律可知電路中電流的變化和燈泡兩端的電壓變化，根據串聯電路的電壓特點可知電壓表示數的變化；
（2）根據P=UI求出燈泡的額定電流，根據歐姆定律求出燈泡的電阻，結合滑動變阻器允許通過的最大電流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，根據歐姆定律求出電路中的總電阻，利用電阻的串聯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，滑動變阻器允許接入電路的電阻最大，根據串連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電流，進一步求出滑動變阻器接入電路的阻值．

解答：解：由電路圖可知，燈泡與滑動變阻器串聯，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）當滑動變阻器的滑片向左移動時，接入電路中的電阻變小，電路中的總電阻變小，
根據歐姆定律可知，電路中的電流變大，燈泡兩端的電壓變大，
根據串聯電路中總電壓等于各分電壓之和可知，滑動變阻器兩端的電壓變小，即電壓表的示數變小；
（2）根據P=UI可得，燈泡的額定電流：
I_L=

PL

UL

=

0.9W

3V

=0.3A，
根據歐姆定律可得，燈泡的電阻：
R_L=

UL

IL

=

3V

0.3A

=10Ω，
∵串聯電路中各處的電流相等，且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=0.3A，
此時滑動變阻器接入電路中的電阻最小，電路中的總電阻：
R_總=

U

Imax

=

4.5V

0.3A

=15Ω，
∵串聯電路中總電阻等于各分電阻之和，
∴滑動變阻器接入電路的最小阻值：
R_min=R_總-R_L=15Ω-10Ω=5Ω；
當電壓表的示數最大為3V時，電路中的電流最小，滑動變阻器接入電路的電阻最大，
此時燈泡兩端的電壓：
U_Lmin=U-U_R=4.5V-3V=1.5V，
電路的電流：
I_min=

ULmin

RL

=

1.5V

10Ω

=0.15A，
滑動變阻器接入電路的最大電阻值：
R_max=

UR

Imin

=

3V

0.15A

=20Ω，
即滑動變阻器連入電路中的阻值范圍是5～20Ω．
故答案為：變小；5～20Ω．

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．