(2014•泉港区模拟)如图所示电路,灯L标有“3V 0.9W”,滑动变阻器R上标有“50Ω 1A”

(2014•泉港区模拟)如图所示电路,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.若电源电压为4.5V,为了保证电路中各元件安全工作,滑动变阻器允许接入电路的阻值范围是______.
南宫-飞云 1年前 已收到1个回答 举报

mm人生 种子

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解题思路:由电路图可知,灯泡与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器R两端的电压,电流表测电路中的电流.知道灯泡的额定电压和额定功率,根据P=UI求出灯泡的额定电流,根据欧姆定律求出灯泡的电阻,然后与滑动变阻器允许通过的最大电流相比较确定电路中的最大电流,根据欧姆定律求出电路中的总电阻,根据电阻的串联求出滑动变阻器接入电路中的最小阻值;当电压表的示数最大时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,根据串联电路的电压特点求出灯泡两端的电压,根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出电路中的电流,进一步求出接入电路的最小值得出答案.

由电路图可知,灯泡与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器R两端的电压,电流表测电路中的电流.
由P=UI可得,灯泡的额定电流:
IL=
PL
UL=[0.9W/3V]=0.3A,
由I=[U/R]可得,灯泡的电阻:
RL=
UL
IL=[3V/0.3A]=10Ω,
当电路中的电流最大时,滑动变阻器接入电路中的电阻最小,
由滑动变阻器的铭牌可知允许通过的最大电流为1A,
则电路中的最大电流Imax=IL=0.3A,
此时电路中的总电阻:
R=[U
Imax=
4.5V/0.3A]=15Ω,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,滑动变阻器接入电路中的最小阻值:
Rmin=R-RL=15Ω-10Ω=5Ω;
当电压表的示数为3V时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,灯泡两端的电压:
UL′=U-UR′=4.5V-3V=1.5V,
因串联电路中各处的电流相等,
所以,电路中的最小电流:
Imin=
UL′
RL=[1.5V/10Ω]=0.15A,
滑动变阻器接入电路中的最大阻值:
Rmax=
URmax
Imin=[3V/0.15A]=20Ω,
则滑动变阻器接入电路中的电阻范围为5Ω~20Ω.
故答案为:5Ω~20Ω.

点评:
本题考点: 欧姆定律的应用.

考点点评: 本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用,关键是滑动变阻器接入电路中最大阻值和最小阻值的确定.

1年前

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