Question

如图所示，电源电压为6伏保持不变．电阻R=5欧，变阻器R′的最大阻值是10欧．
求：（1）电流表示数的变化范围
（2）电压表示数的变化范围
（3）若将一个“4V 1W”的小灯泡换下电阻R．且小灯泡正常发光，变阻器的阻值应调至多大？

Answer

（1）当滑片位于a端时，电路为R的简单电路，此时电路中的电流最大，根据求出其大小；当滑片位于b端时，R与滑动变阻器的最大阻值串联，电路中的电流最小，根据电阻的串联和欧姆定律求出最小值，进一步求出电流表示数的变化范围；
（2）根据欧姆定律可知电路中的电流最大时电压表的示数最大，电路中的电流最小时电压表的示数最小，根据欧姆定律求出最大和最小值，进一步得出电压表示数的变化范围；
（3）灯泡正常发光时的电压和额定电压相等，根据P=UI和串联电路的电流特点求出电路中的电流，根据并联电路的电压特点求出滑动变阻器两端的电压，利用欧姆定律求出不正确接入电路中的电阻．
【解析】
（1）当滑片位于a端时，电路为R的简单电路，此时电路中的电流最大，
根据欧姆定律可得：
Imax===1.2A，
当滑片位于b端时，R与滑动变阻器的最大阻值串联，电路中的电流最小，
∵串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
∴电路中的最小电流：
Imin===0.4A，
∴电流表示数的变化范围为0.4A～1.2A；
（2）根据欧姆定律可知电路中的电流最大时电压表的示数最大，电路中的电流最小时电压表的示数最小，
则URmax=ImaxR=1.2A×5Ω=6V，
URmin=IminR=0.4A×5Ω=2V，
∴电压表示数的变化范围为2V～6V；
（3）灯泡正常发光时的电压为4V，功率为1W，
∵串联电路中各处的电流相等，
∴根据P=UI可得，电路中的电流：
I===0.25A，
∵串联电路中总电压等于各分电压之和，
∴滑动变阻器两端的电压：
U滑=U-UL=6V-4V=2V，
滑动变阻器接入电路中的电阻：
R滑===8Ω．
答：（1）电流表示数的变化范围为0.4A～1.2A；
（2）电压表示数的变化范围为2V～6V；
（3）小灯泡正常发光，变阻器的阻值应调至8Ω大．