分析 從電路圖中我們可以看出,燈泡和滑動變阻器串聯,電壓表測量滑動變阻器兩端的電壓留學之路,電流表測量電路中的電流。
(1)燈泡正常點亮時的電壓等于額定電壓。利用串聯電路的電壓特性求出滑動變阻器兩端的電壓;
(2)根據P=$frac{{U}^{2}}{R}$求出燈泡的電阻,根據歐姆定律求出燈泡的額定電流。然后,使用電流表的最大指示和燈泡的額定電流。確定電路中的最大電流,利用歐姆定律求出電路的最小電阻,利用串聯電路的電阻特性求出連接到電路的滑動壓敏電阻的最小值;根據串聯電路電阻的分壓特性,可知連接到電路中的滑動壓敏電阻的電阻兩端最大電壓為15V。根據串聯電路的電壓特性,求出燈泡兩端的電壓。使用歐姆定律找出電路中的電流。然后利用歐姆定律求出連接到電路的滑動變阻器R2的最大值。您可以找出連接到電路的滑動變阻器的電阻范圍。
解決方案:從電路圖中可以看出,燈泡和滑動變阻器串聯,電壓表測量滑動變阻器兩端的電壓,電流表測量電路中的電流。
(1)燈泡正常點亮時的電壓為6V。
由此可知,串聯電路中的總電壓等于各分壓之和:
滑動變阻器兩端電壓 滑動變阻器兩端電壓UR=U-UL=18V-6V=12V;
(2) 由P=$frac{{U}^{2}}{R}$求得:
燈泡的電阻RL=$frac{{{U}_{}}^{2}}{{P}_{}}$=$frac{(6V)^{2}}{ 3W}$=12Ω,
則燈泡的額定電流I=$frac{{U}_{量}}{{R}_{L}}$=$frac{6V}{12Ω}$=0.5A,量程電流表的值為0.6A,
因此,電路中的最大電流為Imax=0.5A,
此時電路中的總電阻:
R總計min=$frac{U}{{I}_{max}}$=$frac{18V}{0.5A}??$=36Ω,
串聯電路中的總電阻等于部分電阻之和:
電路中滑動變阻器的最小值為Rmin=-RL=36Ω-12Ω=24Ω,
當電壓表讀數為15V時滑動變阻器阻值最大處,燈泡兩端的電壓:
ULmin=UU滑差=18V-15V=3V,
電路中的電流:
Imin=$frac{{U}_{Lmin}}{{R}_{L}}$=$frac{3V}{12Ω}$=0.25A,
由 I=$frac{U}{R}$ 我們得到:
電路中滑動變阻器的最大阻值:
Rmax=$frac{{U}_{Rmax}}{{I}_{min}}$=$frac{15V}{0.25A}$=60Ω,
因此滑動變阻器阻值最大處,連接到電路中的滑動變阻器R2的阻值范圍為24~60Ω。
所以答案是:12; 24~60Ω。
評論 本題考察串聯電路的特性以及歐姆定律的應用。關鍵是要知道燈泡正常發光時的電壓等于額定電壓。最容易出錯的部分是電路中最大電流的確定,必須考慮燈泡的額定電流。