如图,电流表的量程为 0-0.6A,电压表的量程为0-15V,电阻R0=30欧姆,变阻器的规格为“100欧姆、1A”电路两端电压U不变,且U=24V,则在保证各元件安全的情况下,滑动变阻器连入电路中的电阻的变化范围为________.
试题答案
10Ω~50Ω
试题解析
①在电源电压一定时,电路电流与电阻成反比,电流最大也就是电路电阻最小,即滑动变阻器接入电路电阻最小.已知此时电路电流为0.6A和电源电压,可以得到总电阻,R0阻值不变,所以得到滑动变阻器接入电路的最小阻值;
②在串联电路中,导体两端电压与其阻值成正比,滑动变阻器两端电压最大为15V,已知电源电压和滑动变阻器两端最大电压,可以得到定值电阻两端电压;定值电阻R0阻值已知,根据=得到滑动变阻器接入电路的最大阻值.
解答:
①当电路电流最大为I最大=0.6A时,
电路总电阻为R串===40Ω
滑动变阻器接入电路的最小阻值为R最小=R串-R0=40Ω-30Ω=10Ω;
②当滑动变阻器两端电压为U最大=15V时,
定值电阻两端电压为U0=U-U最大=24V-15V=9V
设滑动变阻器接入电路最大阻值为R最大
根据题意得
=
即=
解得R最大=50Ω.
综合①②得,为电路安全,滑动变阻器接入电路的范围为10Ω~50Ω.
故答案为:10Ω~50Ω.
点评:在额定电流不同的用电器或电流表串联在同一电路中时,确定电路电流的原则是:“同情弱者”--以最小的额定电流为电路电流,防止烧坏用电器.
