分析 从电路图中我们可以看出,灯泡和滑动变阻器串联,电压表测量滑动变阻器两端的电压留学之路,电流表测量电路中的电流。
(1)灯泡正常点亮时的电压等于额定电压。利用串联电路的电压特性求出滑动变阻器两端的电压;
(2)根据P=$frac{{U}^{2}}{R}$求出灯泡的电阻,根据欧姆定律求出灯泡的额定电流。然后,使用电流表的最大指示和灯泡的额定电流。确定电路中的最大电流,利用欧姆定律求出电路的最小电阻,利用串联电路的电阻特性求出连接到电路的滑动压敏电阻的最小值;根据串联电路电阻的分压特性,可知连接到电路中的滑动压敏电阻的电阻两端最大电压为15V。根据串联电路的电压特性,求出灯泡两端的电压。使用欧姆定律找出电路中的电流。然后利用欧姆定律求出连接到电路的滑动变阻器R2的最大值。您可以找出连接到电路的滑动变阻器的电阻范围。
解决方案:从电路图中可以看出,灯泡和滑动变阻器串联,电压表测量滑动变阻器两端的电压,电流表测量电路中的电流。
(1)灯泡正常点亮时的电压为6V。
由此可知,串联电路中的总电压等于各分压之和:
滑动变阻器两端电压 滑动变阻器两端电压UR=U-UL=18V-6V=12V;
(2) 由P=$frac{{U}^{2}}{R}$求得:
灯泡的电阻RL=$frac{{{U}_{}}^{2}}{{P}_{}}$=$frac{(6V)^{2}}{ 3W}$=12Ω,
则灯泡的额定电流I=$frac{{U}_{量}}{{R}_{L}}$=$frac{6V}{12Ω}$=0.5A,量程电流表的值为0.6A,
因此,电路中的最大电流为Imax=0.5A,
此时电路中的总电阻:
R总计min=$frac{U}{{I}_{max}}$=$frac{18V}{0.5A}$=36Ω,
串联电路中的总电阻等于部分电阻之和:
电路中滑动变阻器的最小值为Rmin=-RL=36Ω-12Ω=24Ω,
当电压表读数为15V时滑动变阻器阻值最大处,灯泡两端的电压:
ULmin=UU滑差=18V-15V=3V,
电路中的电流:
Imin=$frac{{U}_{Lmin}}{{R}_{L}}$=$frac{3V}{12Ω}$=0.25A,
由 I=$frac{U}{R}$ 我们得到:
电路中滑动变阻器的最大阻值:
Rmax=$frac{{U}_{Rmax}}{{I}_{min}}$=$frac{15V}{0.25A}$=60Ω,
因此滑动变阻器阻值最大处,连接到电路中的滑动变阻器R2的阻值范围为24~60Ω。
所以答案是:12; 24~60Ω。
评论 本题考察串联电路的特性以及欧姆定律的应用。关键是要知道灯泡正常发光时的电压等于额定电压。最容易出错的部分是电路中最大电流的确定,必须考虑灯泡的额定电流。