Question

标有“4V 1W”的小灯泡和“20Ω 1A”的滑动变阻器连接在图8所示的电路中，电源电压为6V，电流表量程为“O

标有“4V 1W”的小灯泡和“20Ω 1A”的滑动变阻器连接在图8所示的电路中，电源电压为6V，电流表量程为“O～O.6A”，电压表量程为“0～3V”．为确保电路安全，闭合开关时，滑动变阻器接入电路的阻值变化范围应控制在什么样的范围内（不考虑温度对电阻的影响）？

Answer 1

根据P=UI可得，灯泡的额定电流：
I_L=

PL

UL

=

1W

4V

=0.25A，
根据欧姆定律可得，灯泡的电阻：
R_L=

UL

IL

=

4V

0.25A

=16Ω，
∵灯泡的额定电流为0.25A，电流表的量程为0～0.6A，
∴为确保电路安全电路中的最大电流为I=I_L=0.25A，
电路中的总电阻：
R=

U

I

=

6V

0.25A

=24Ω，
所以滑动变阻器接入电路的最小值为：
R_滑=R-R_L=24Ω-16Ω=8Ω；
当电压表的示数U_滑=3V时，滑动变阻器接入电路的电阻最大．
灯泡两端电压为：
U_L′=U-U_滑=6V-3V=3V，
此时电路中的电流：
I′=

UL′

RL

=

3V

16Ω

=0.1875A，
滑动变阻器接入电路的最大阻值为：
R_滑′=

U滑

I′

=

3V

0.1875A

=16Ω；
所以滑动变阻器接入电路的电阻变化范围为8～16Ω．
答：滑动变阻器接入电路的阻值变化范围应控制在8～16Ω的范围内．