Question

【題目】如圖所示電路，電源電壓恒為4.5V，燈L標有“3V 0.9W”（燈泡阻值不變），滑動變阻器R上標有“50Ω 1A”的字樣，電壓表量程為0～3V，電流表量程為0～0.6A，為了保證電路中各元件安全工作，電路中允許通過的最大電流為A，燈泡的最小電功率為W，滑動變阻器允許接入電路的阻值范圍是Ω．

Answer 1

【答案】0.3；0.225；5～20
【解析】（1）根據電功率的變形公式可知，燈泡 的額定電流為 ，
電流表能通過的最大電流為0.6A，滑動變阻器能通過的最大電流為1A，根據串聯電路電流規律可知電路中允許通過的最大電流為0.3A；
（2）根據電功率的變形公式可知燈泡L的電阻為 ，
若想使燈泡的達到最小電功率，那么燈泡兩端的電壓要達到最小，電路中的電流最小，根據串聯電路電壓規律，可知滑動變阻器兩端電壓要達到最大，假設滑動變阻器兩端電壓可以達到電壓表的量程3V，此時燈泡兩端電壓為1.5V，
根據歐姆定律，此時的電流為 ，
滑動變阻器的阻值為 ，
在滑動變阻器的調節范圍內，所以假設成立，故燈泡的最小電功率為 ：
；
（3）根據以上計算可以知道電路中電流的范圍是 ，所以當電流為0.15A時，滑動變阻器阻值為 ，當電流為0.3A時，燈泡正常發光，兩端電壓為3V，由于電源電壓4.5V，滑動變阻器兩端電壓為1.5V，
根據歐姆定律計算得到此時滑動變阻器的電壓為 ：
，
故滑動變阻器允許接入電路的阻值范圍是 .
故答案為：0.3；0.225；5～20．
由圖知，L與R串聯，電壓表測R兩端的電壓，電流表測電路中的電流．
（1）由P=UI求出正常工作時的電流，根據求出燈泡的電阻,根據串聯電路電流特點確定電路中最大電流；
（2）燈泡正常發光時滑動變阻器接入電路的電阻最小，根據歐姆定律求出電路中的總電阻，從而計算出滑動變阻器接入電路中的最小電阻；
（3）當電壓表的示數最大時滑動變阻器接入電路中的電阻最大，根據串聯電路的電壓特點求出燈泡兩端的電壓，根據歐姆定律分別表示出電路中的電流，利用串聯電路的電流特點得出等式即可求出滑動變阻器接入電路中的最大阻值．