Question

9．标有“2V 1W”字样的小灯泡和标有“20Ω  1A”字样的滑动变阻器，连接在如图所示的电路中，已知电源电压为4V，电流表的量程为“0～0.6A”，电压表的量程为“0～3V”．闭合开关，移动滑动变阻器滑片，电流表示数的变化范围是0.25A～0.5A，电压表示数的变化范围是2V～3V．

Answer 1

分析 （1）由灯泡铭牌信息可知灯泡的额定电压及额定功率，则由功率公式可求得灯泡的额定电流及电阻；
（2）因灯泡、滑动变阻器及电流表串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，滑动变阻器阻值从零开始变大的过程中，电路中电流慢慢减小；在移动滑片过程中应保证电流表、灯泡及滑动变阻器都能安全工作，则可得出各表的变化范围．

解答 解：由图示电路图可知，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端电压；
（1）由灯泡铭牌可得，灯泡的额定电压为2V，
由功率公式P=UI得，灯泡的额定电流I=$\frac{P}{U}$=$\frac{1W}{2V}$=0.5A，
故电路中电流最大不得超过0.5A；
由I=$\frac{U}{R}$可知，灯泡的电阻：R_L=$\frac{U}{I}$=$\frac{2V}{0.5A}$=4Ω；
（2）电压表量程为0～3V，滑动变阻器两端最大电压为3V，
此时滑动变阻器接入电路的阻值最大，电路电流最小，
电路最小电流：I_最小=$\frac{{U}_{L}}{{R}_{L}}$=$\frac{U-{U}_{滑}}{{R}_{L}}$=$\frac{4V-3V}{4Ω}$=0.25A，
当灯泡两端电压为额定电压时，滑动变阻器两端电压最小，
U_滑最小=U-U_L额=4V-2V=2V，
电流表范围为0.25A～0.5A；电压表范围为2V～3V；
故答案为：0.25A～0.5A；2V～3V．

点评 本题重点在于把握各电器的额定电压或最大限制电流，不能让每个电器超过其限制值；同时根据滑动变阻器的变化引起的电压或电流的变化进行分析．