初中物理电学典题详解第335题:滑动变阻器接入电路的阻值范围。

志专践行者 2024-08-19 17:29:01

335.如图甲所示,电源电压恒为5V,灯泡额定电压为3V,图乙是灯泡的I-U图像,滑动变阻器R2上标有“10Ω 1A”字样,定值电阻R1阻值为10Ω,电流表量程为0~3A,电压表量程为0~3V,求:

⑴灯泡正常发光时的电功率;

⑵当开关都闭合时,滑动变阻器R2的滑片位于中点时,电流表示数的大小;

⑶当开关S、S2闭合,S1、S3断开时,确保电路元件安全的情况下,滑动变阻器R2接入电路的阻值范围.

解析:⑴由题意可知:UL额=3V,

由乙图可知:当UL=UL额=3V时,

IL额=I=0.5A,

所以PL额=UL额I额=1.5W;

⑵当开关都闭合,且滑动变阻器R2的滑片位于中点时:

2.1分析电路图可知:

①L短路,R1与R2并联,

②V测电源电压U,

③A测干路电流I;

2.2由题意可知:

①U=5V,

②R1=10Ω,

③R2=10Ω/2=5Ω,

所以I=U/R1+U/R2

=5V/10Ω+5V/5Ω

=0.5A+1A

=1.5A;

⑶当开关S、S2闭合,S1、S3断开时:

3.1分析电路图可知:

①R1断路,

②R2和L串联,

③V测R2两端电压U2,

④A测量电路中电流I';

3.2由题意可知:

①IL额=0.5A,

②R2额定电流I额=1A,

③电流表量程为0~3A,

则可知电路中最大电流Imax=0.5A;

当Imax=0.5A时,

ULmax=UL额=3V,

则U2min=U-ULmax=2V,

R2min=U2min/Imax=4Ω;

④电压表量程为0~3V,

则可知U2max=3V,

ULmin=U-U2max=2V,

由乙图可知,此时Imin=0.4A,

所以R2max=U2max/Imin=7.5Ω,

综上:R2接入电路的阻值范围为4~7.5Ω。

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