Question

如图所示的电路中，灯L标有“3V 0.9W”、滑动变阻器R上标有“50Ω  1A”的字样，电压表量程为“0～3V”，电流表量程为“0～0.6A”，电源电压恒为4.5V，不考虑温度对电阻的影响．闭合开关S，为了保证电路中各元件安全工作，滑动变阻器接入电路中的阻值范围是　    　Ω，电压表的示数变化范围是　    　V．

Answer 1

分析：通过读图首先明确这是一个串联电路，电压表测滑动变阻器的电压．滑动变阻器滑片的移动会改变电路中的电流大小、电压分配等，因此，为了保护每一个元件，我们应该以最小的电流或电压值为限度，通过确定最大值和最小值，最终确定范围．
灯泡正常工作时的电流I_灯===0.3A，灯泡的电阻R_灯===10Ω．
比较灯泡、变阻器允许通过的最大电流和电流表的量程可知，0.3A＜0.6A＜1A，故电路中的电流不得超过0.3A．
此时电路中的总电阻R_总1===15Ω，
∵灯泡与变阻器串联
∴滑动变阻器的最小电阻R_小=15Ω﹣10Ω=5Ω．
滑动变阻器阻值增大时，电压表的示数不得超过3V，
则灯泡此时两端的电压=4.5V﹣3V=1.5V，
电路中的电流I′==0.15A，
滑动变阻器此时的最大阻值R_大===20Ω．
所以，滑动变阻器接入电路的阻值范围是5～20Ω；
电压表的最小值U_小=I_灯R_小=0.3A×5Ω=1.5V，
电压表的最大值U_大=I′R_大=0.15A×20Ω=3V，
所以，电压表的示数变化范围是 1.5～3V．