Question

一次實驗中，郝奇同學連接了如圖所示的電路，電源電壓為6V且保持不變，電阻R₁=8Ω，滑動變阻器R₂的最大阻值為10Ω．他所選用的電壓表量程為0～3V，電流表量程為0～0.6A．為了保證電路安全，實驗中滑動變阻器接入電路的阻值范圍．

Answer 1

分析：由電路圖可知，定值電阻R₁與滑動變阻器R₂串聯，電壓表測滑動變阻器兩端的電壓，電流表測量電路總電流；電流表示數最大為0.6A，電壓表示數最大為3V，根據歐姆定律分別算出對應的滑動變阻器的阻值即可得出答案．

解答：解：由電路圖可知，定值電阻R₁與滑動變阻器R₂串聯，電壓表測滑動變阻器兩端的電壓，電流表測量電路總電流．
當電流表示數為I₁=0.6A時，滑動變阻器接入電路中的電阻最小，
根據歐姆定律可得，電阻R₁兩端電壓：
U₁=I₁R₁=0.6A×8Ω=4.8V，
∵串聯電路的總電壓等于各分電壓之和，
∴滑動變阻器兩端的電壓U₂=U-U₁=6V-4.8V=1.2V，
滑動變阻器連入電路的電阻最小為：
R_小=

U2

I1

=

1.2V

0.6A

=2Ω；
當電壓表示數最大為U₂′=3V時，
R₁兩端電壓為U₁′=U-U₂′=6V-3V=3V，
電路電流為I=

U1′

R1

=

3V

8Ω

=0.375A，
滑動變阻器接入電路的電阻最大為：
R_大=

U2′

I

=

3V

0.375A

=8Ω．
故滑動變阻器接入電路的阻值范圍是2Ω～8Ω．
答：為了保證電路安全，實驗中滑動變阻器接入電路的阻值范圍為2Ω～8Ω．

點評：本題考查串聯電路的特點和歐姆定律的靈活應用，關鍵是會根據電表的量程確定滑動變阻器接入電路中最大或最小值的判斷．