17.4 欧姆定律在串并联电路中的应用(五)
第5课时 滑动变阻器的取值范围
当滑动变阻器移动时,会引起电路中的电流以及用电器两端的电压变化,如果电路中的电流或电压超过允许的最大值,则会损坏电路元件,所以为了保护电路元件的安全,滑动变阻器有最大值和最小值的限制。
1、串联电路中滑动变阻器的取值范围
(1)电压表与定值电阻并联
当滑动变阻器取最小值时,电路中的电流达到最大值,所以滑动变阻器的最小值由电路中的允许通过的最大电流决定;滑动变阻器的最大值没有限制,取量程的最大值。
(2)电压表与滑动变阻器并联
当滑动变阻器取最小值时,电路中的电流达到最大值,所以滑动变阻器的最小值由电路中的允许通过的最大电流决定。当滑动变阻器连入电路的阻值变大时,电压表的示数也会变大,所以滑动变阻器的最大值由电压表的最大量程决定。
2、并联电路中滑动变阻器的取值范围
并联电路中,由于各支路两端的电压等于电源电压,所以电压表的安全问题一般不会考虑。滑动变阻器的阻值范围主要由支路或者干路的电流表的量程决定。
1、串联电路中滑动变阻器的取值范围
(1) 电压表与定值电阻并联
例1.标有“ ”字样的小灯泡和标有“”字样的滑动变阻器。连接在如图所示的电路中。已知电源电压为,电流表的量程为“”。电压表的量程为“”。闭合开关。移动滑动变阻器滑片。在不烧坏各元件的前提下求:
(1)电流表的取值范围;
(2)变阻器的取值范围;
例2.在如图所示的电路中,电源电压保持不变。电路中滑动变阻器上标有“”字样,电流表的量程为,电压表的量程为,电阻的阻值为.当滑片在滑动变阻器的最右端点时,闭合电键,电压表的示数为,求:
(1)通过电阻的电流。
(2)电源电压。
(3)为了保证电路能正常工作及各电表不致损坏,滑动变阻器的取值范围。
(2)电压表与滑动变阻器并联
例3.如图所示电路,电源电压且保持不变,,滑动变阻器的最大阻值为,电流表量程为,电压表的量程为,通过分析计算:说明滑动变阻器允许的取值范围。
例4.在如图所示电路中,电源电压为9v不变,电压表量程伏、电流表量程安,定值电阻欧,滑动变阻器标有“”字样。闭合电键。求:
①电流表的读数为0.4安时,电阻两端的电压。
②滑动变阻器允许接入的电阻范围。
二、并联电路中滑动变阻器的取值范围
例5.如图所示,电源电压为,,为的滑动变阻器,电流表的量程为,合上后移动滑片,求:
(1)电流表最小示数是多大?
(2)为保证电流表的安全,变阻器接入电路的阻值范围多大?
例6. 在如图所示的电路中,为的变阻器,合上开关后,的示数为,表的示数为,的示数为.求:
(1)电阻的阻值;
(2)变阻器连入电路部分的阻值;
(3)如果表的量程为,表的量程为,为了不使电表损坏,变阻器连入电路的阻值应在什么范围内?
三、综合运用
例7. 如图所示的电路中,电源电压恒为,电阻的阻值为,滑动变阻器上标有“”的字样,小灯泡上标有“”的字样,电流表的量程为。
(1)当开关、、都闭合时,电流表的示数为,求流过 的电流大小;
(2)当开关、都断开,闭合时,为了确保测量准确,要求电流表示数不大于其量程的,求滑动变阻器接入电路的最小阻值。
1. 如图所示的电路中,小灯泡标有“”字样,电流表的量程为,电压表的量程为,滑动变阻器的最大阻值为,电源电压为(设灯泡的电阻不随温度的变化而改变),求:
(1)当滑动变阻器接入的电阻为时,通过灯泡的电流为多少?
(2)在确保安全的情况下,滑动变阻器的取值范围是多少?
2. 如图所示电路,电源电压为且保持不变,电阻,滑动变阻器的阻值变化范围为,电流表量程为,电压表量程为.求滑片移动时,变阻器的取值范围。
3. 如图所示,电源电压保持不变。电路中滑动变阻器上标有“ ”字样,电流表的量程为,电压表的量程为,电阻的阻值为.当滑片在滑动变阻器的最右端点时,闭合开关电压表的示数为,求:
(1)电源电压。
(2)为了保证电路能正常工作及各电表不致损坏,滑动变阻器的取值范围。
4. 如图所示,电源电压为,小灯泡标有“4V 10Ω”的字样,定值电阻,不考虑温度对灯丝电阻的影响,滑动变阻器上标有“,”字样。求:
(1)若只闭合,时,电路中电流的最小值是多少?
(3)若电流表的测量范围为,电压表的测量范围为,当只闭合与时,在不损坏用电器的前提下,求滑动变阻器的取值范围。
5.(2019 兰州)如图所示的电路中,电源电压恒定,灯泡上标有“6V 12Ω”的字样,为定值电阻,滑动变阻器上标有“”的字样,电流表的量程为,电压表的量程为,忽略温度对灯丝电阻的影响。求:
(1)闭合、与时,灯泡正常发光,电流表的示数为,求电源电压和的阻值;
(2)闭合,断开与时,在确保电路安全的前提下,求滑动变阻器接入电路的阻值范围。
6.如图所示,是阻值为的定值电阻,为滑动变阻器,其上标有“”字样,电流表的量程为,电流表的量程为,灯泡上标有“8V 40Ω”字样。
求:
(1)灯泡的额定电流;
(2)闭合开关,断开开关、时,灯泡正常发光,求电源电压的大小;
(3)开关、、都闭合时,在不损坏电流表的前提下,求滑动变阻器接入电路的阻值范围。
7. 如图所示,电源电压恒定不变,小灯泡上标有“6V 12Ω”字样,已知,滑动变阻器的最大阻值为,电流表量程为,电压表量程为,灯泡电阻不随温度变化,求:
(1)闭合、,断开,滑动变阻器滑片在最右端时,电路的总电阻是多少?
(2)保持滑片不动,断开、、,此时灯泡的电流为0.25A,求电源电压是多大?
(3)只闭合,要保证电路中各元件安全,求滑动变阻器的取值范围。
8. 如图所示,是标有“,”字样的灯泡(忽略温度对灯泡电阻的影响),电流表,电流表的量程均为,电源电压保持不变。将滑动变阻器的滑片滑至端。
(1)求小灯泡的阻值
(2)闭合、电压表示数为,电流表的示数为,电流表的示数为.求滑动变阻器的最大阻值;
(3)断开,,为了保证电路的安全,求滑动变阻器的阻值取值范围。
9. 如图甲所示电路,电源电压保持不变,小灯泡标有“6V 12Ω”。只闭合开关,调节滑动变阻器滑片,从端向左滑至某一位置时,小灯泡正常发光,两次电压表指针位置未发生变化(电压表量程可改变),如图丙所示,而电流表示数变化了.滑动变阻器标有“”字样,灯丝电阻不随温度改变。求:
(1)小灯泡的电阻。
(2)电源电压。
(3)闭合开关、,断开,各电表量程均可更换,移动滑动变阻器滑片,在各电表及元件安全条件下,滑动变阻器的取值最大范围为多少。
滑片的移动方向
所在支路电阻大(小)
所在支路电流小(大)
干路电流小(大)
另一条支路电压、电阻和电流都不变,不受影响
217.4 欧姆定律在串并联电路中的应用(五)
第5课时 滑动变阻器的取值范围
当滑动变阻器移动时,会引起电路中的电流以及用电器两端的电压变化,如果电路中的电流或电压超过允许的最大值,则会损坏电路元件,所以为了保护电路元件的安全,滑动变阻器有最大值和最小值的限制。
1、串联电路中滑动变阻器的取值范围
(1)电压表与定值电阻并联
当滑动变阻器取最小值时,电路中的电流达到最大值,所以滑动变阻器的最小值由电路中的允许通过的最大电流决定;滑动变阻器的最大值没有限制,取量程的最大值。
(2)电压表与滑动变阻器并联
当滑动变阻器取最小值时,电路中的电流达到最大值,所以滑动变阻器的最小值由电路中的允许通过的最大电流决定。当滑动变阻器连入电路的阻值变大时,电压表的示数也会变大,所以滑动变阻器的最大值由电压表的最大量程决定。
2、并联电路中滑动变阻器的取值范围
并联电路中,由于各支路两端的电压等于电源电压,所以电压表的安全问题一般不会考虑。滑动变阻器的阻值范围主要由支路或者干路的电流表的量程决定。
1、串联电路中滑动变阻器的取值范围
(1) 电压表与定值电阻并联
例1.标有“ ”字样的小灯泡和标有“”字样的滑动变阻器。连接在如图所示的电路中。已知电源电压为,电流表的量程为“”。电压表的量程为“”。闭合开关。移动滑动变阻器滑片。在不烧坏各元件的前提下求:
(1)电流表的取值范围;
(2)变阻器的取值范围;
【答案】:(1)变阻器的取值范围为;
(2)电流表的取值范围为;
(3)电压表的取值范围为。
【解析】:由电路图可知,滑动变阻器与灯泡串联,电压表测灯泡两端的电压,电流表测电路中的电流。
因串联电路中各处的电流相等,且灯泡的额定电流为,电流表的量程为,变阻器允许通过的最大电流为,
所以,电路中的最大电流,此时灯泡两端电压表的示数最大,变阻器接入电路中的电阻最小,
由可得,电路中的总电阻和灯泡的电阻分别为:
,,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,变阻器接入电路中的最小阻值:
。
则变阻器的取值范围为;
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,电压表的示数最小,
此时电路中的最小电流:
,
则电流表的取值范围为;
电压表的最小示数:
,
则电压表的取值范围为。
例2.在如图所示的电路中,电源电压保持不变。电路中滑动变阻器上标有“”字样,电流表的量程为,电压表的量程为,电阻的阻值为.当滑片在滑动变阻器的最右端点时,闭合电键,电压表的示数为,求:
(1)通过电阻的电流。
(2)电源电压。
(3)为了保证电路能正常工作及各电表不致损坏,滑动变阻器的取值范围。
【答案】:(1)通过电阻的电为。
(2)电源电压为。
(3)滑动变阻器的取值范围应为欧。
【解析】:(1);
(2)电源电压:
;
(3)按要求:,
当,
,电压表不会超出量程,
,
滑动变阻器连入电阻范围:。
(2)电压表与滑动变阻器并联
例3.如图所示电路,电源电压且保持不变,,滑动变阻器的最大阻值为,电流表量程为,电压表的量程为,通过分析计算:说明滑动变阻器允许的取值范围。
【答案】:的取值范围为。
【解析】:当电流表示数为时,电阻两端电压为;
滑动变阻器两端的电压,所以滑动变阻器连入电路的电阻最小为;
当电压表示数最大为时,两端电压为,电路电流为;
滑动变阻器接入电路的电阻最大为。
所以的取值范围为。
例4.在如图所示电路中,电源电压为9伏不变,电压表量程伏、电流表量程安,定值电阻欧,滑动变阻器标有“”字样。闭合电键。求:
①电流表的读数为0.4安时,电阻两端的电压。
②滑动变阻器允许接入电路的最大阻值。
③为了使移动滑片的过程中各电表能分别达到最大值,现选取合适的定值电阻替换定值电阻,求出符合要求的的取值范围。
【答案】:
①电阻两端的电压是。
②滑动变阻器允许接入电路的最大阻值。
③的取值范围是。
【解析】:①电阻两端的电压;
②电阻接入电路的电阻最大时,电阻两端的电压
,此时电路电流;
滑动变阻器接入电路的最大电阻;
③电流表达到最大量程时,电路电流最大为,
此时电路总电阻最小,,
如果此时滑动变阻器接入电路的阻值为零,
则电阻的最大阻值为,
电压表达到最大量程时,滑动变阻器两端电压是,
此时电阻两端电压,
滑动变阻器允许的最大电流是,而电流表允许通过的最大电流是,
则电流最大电流是,电阻;
由此可见,定值电阻的最小阻值,的取值范围为。
二、并联电路中滑动变阻器的取值范围
例5.如图所示,电源电压为,,为的滑动变阻器,电流表的量程为,合上后移动滑片,求:
(1)电流表最小示数是多大?
(2)为保证电流表的安全,变阻器接入电路的阻值范围多大?
【答案】:(1)电流表最小示数是;
(2)为保证电流表的安全,变阻器接入电路的阻值范围是。
【解析】:(1)由图可知:与并联,电流表测量的是干路电流,
所以当阻值全部进入电路时,最大,干路中电流表示数最小;
这时电流表示数为:;
(2)当阻值进入电路最小为时,,干路中电流表示数最大,,
由于滑片无论怎样移动,支路中电流不变,
,
。
由此可得,为保证电流表的安全,变阻器接入电路的阻值范围是。
例6. 在如图所示的电路中,为的变阻器,合上开关后,的示数为,表的示数为,的示数为.求:
(1)电阻的阻值;
(2)变阻器连入电路部分的阻值;
(3)如果表的量程为,表的量程为,为了不使电表损坏,变阻器连入电路的阻值应在什么范围内?
【答案】:(1)电阻的阻值为。
(2)变阻器连入电路中的阻值为。
(3)变阻器连入电路的阻值应在至范围内。
【解析】:(1)组成的是一个并联电路,
,
又,
。
(2)通过的电流,
变阻器连入电路部分的阻值。
(3)为了不使电表损坏,通过的电流,不能大于,
变阻器连入电路的阻值最小应为,
故变阻器连入电路的阻值在至范围内。
三、综合运用
例7. 如图所示的电路中,电源电压恒为,电阻的阻值为,滑动变阻器上标有“”的字样,小灯泡上标有“”的字样,电流表的量程为。
(1)当开关、、都闭合时,电流表的示数为,求流过 的电流大小;
(2)当开关、都断开,闭合时,为了确保测量准确,要求电流表示数不大于其量程的,求滑动变阻器接入电路的最小阻值。
【答案】:(1)当开关、、都闭合时,消耗的电功率为;
(2)当开关、都断开,闭合时,为了确保测量准确,滑动变阻器接入电路的最小阻值为。
【解析】:(1)当开关、、都闭合时,与并联,电流表测干路电路,
因并联电路中各支路两端的电压相等,且额定电压下灯泡正常发光,
所以,由可得,通过灯泡的电流:
,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,通过的电流:
,
消耗的电功率:
;
(2)当开关、都断开,闭合时,与串联,电流表测电路中的电流,
因电流表示数不大于其量程的,
所以,电路中的最大电流,
此时电路中的总电阻:
,
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的最小阻值:
。
1. 如图所示的电路中,小灯泡标有“”字样,电流表的量程为,电压表的量程为,滑动变阻器的最大阻值为,电源电压为(设灯泡的电阻不随温度的变化而改变),求:
(1)灯泡的电阻是多少?
(2)当滑动变阻器接入的电阻为时,通过灯泡的电流为多少?
(3)在确保安全的情况下,滑动变阻器的取值范围是多少?
【答案】:
(1)灯泡的电阻是;
(2)当滑动变阻器接入的电阻为时,通过灯泡的电流为;
(3)在确保安全的情况下,滑动变阻器的取值范围是。
【解析】:
(1)由“ ”知,灯泡额定电压是,额定功率是;
因为,
所以灯泡的电阻;
(2)由图知,滑动变阻器与灯泡串联,当滑动变阻器接入的电阻为时,
电路总电阻为,
因为,
所以通过灯泡的电流:;
(3)因为,
所以灯泡的额定电流,由于电流表的量程为,所以电路中的最大电流为,
电路中的最小阻值为,
所以滑动变阻器接入电路的最小值为;
由于电压表量程为,滑动变阻器接入电路阻值最大时电压表示数应等于,此时灯泡两端电压为:,
此时电路中的电流为,
滑动变阻器接入电路的最大阻值为:。
故滑动变阻器接入电路的阻值范围为:。
2. 如图所示电路,电源电压为且保持不变,电阻,滑动变阻器的阻值变化范围为,电流表量程为,电压表量程为.求滑片移动时,变阻器的取值范围。
【答案】:变阻器的取值范围为。
【解析】:由电路图可知,与串联,电压表测两端的电压,电流表测电路中的电流。
当电压表的示数最大为时,电路中的电流:
,
因串联电路中各处的电流相等,且电流表量程为,
所以,为了保证各电表的安全,电路中的电流最大为,此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小,
此时电路中的总电阻:
,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,变阻器接入电路中的最小阻值:
,
则变阻器的取值范围为。
3.如图所示,电源电压保持不变。电路中滑动变阻器上标有“ ”字样,电流表的量程为,电压表的量程为,电阻的阻值为.当滑片在滑动变阻器的最右端点时,闭合开关电压表的示数为,求:
(1)电源电压。
(2)为了保证电路能正常工作及各电表不致损坏,滑动变阻器的取值范围。
【答案】:(1)电源电压为;
(2)为了保证电路能正常工作及各电表不致损坏,滑动变阻器的取值范围为。
【解析】:(1)由电路图可知,电阻和滑动变阻器串联,
电压表测电阻两端的电压,
根据欧姆定律可知,电路中的电流:
,
当滑片在滑动变阻器的最右端点时,滑动变阻器接入电路的阻值最大,即:,
根据串联电路电阻的规律可知,电路总电阻:
,
由得,电源电压:
;
(2)当滑动变阻器接入电路中的电阻减小时,电路中的电流增大,根据可知,
电阻两端的电压的增大,即电压表的示数增大,
由于电压表的量程为,所以电阻两端的电压最大,
此时电路中的电流,即为电路允许通过的最大电流,
根据串联电压电压的规律,滑动变阻器两端的电压:
,
为了保证电路能正常工作及各电表不致损坏,变阻器连入电路中的最小阻值:
所以滑动变阻器连入电阻范围为。
4. 如图所示,电源电压为,小灯泡标有“4V 10Ω”的字样,定值电阻,不考虑温度对灯丝电阻的影响,滑动变阻器上标有“,”字样。求:
(1)若只闭合,时,电路中电流的最小值是多少?
(2)若电流表的测量范围为,电压表的测量范围为,当只闭合与时,在不损坏用电器的前提下,求滑动变阻器的取值范围。
【答案】:
(1)若只闭合,时,最小电流为0.2A
(2)滑动变阻器的取值范围是:。
【解析】:
(2)由图示电路图可知,只闭合,时两电阻串联,
在电压一定时,电路总电阻越大,电流越小,
只闭合、,滑片移至端时电路总电阻最大,电流最小,
最小电流为;
(3)由可知,灯泡额定电流:,
由图示电路图可知,当只闭合与时灯泡与滑动变阻器串联,
电流表的测量范围为,灯泡额定电流为,则电路最大电流:,
由可知,,
滑动变阻器接入电路的最小电阻:,
电压表的测量范围为,滑动变阻器两端最大电压:,
此时滑动变阻接入电路的阻值最大,电路电流最小,
最小电路电流:,
由可知,,
滑动变阻器接入电路的阻值范围是:;
5.(2019 兰州)如图所示的电路中,电源电压恒定,灯泡上标有“6V 12Ω”的字样,为定值电阻,滑动变阻器上标有“”的字样,电流表的量程为,电压表的量程为,忽略温度对灯丝电阻的影响。求:
(1)闭合、与时,灯泡正常发光,电流表的示数为,求电源电压和的阻值;
(2)闭合,断开与时,在确保电路安全的前提下,求滑动变阻器接入电路的阻值范围和电路总功率的变化范围。
【答案】:(1)灯泡的电阻为;
(2)闭合、与时,灯泡正常发光,电流表的示数为,电源电压为,的阻值为;
(3)闭合,断开与时,在确保电路安全的前提下,滑动变阻器接入电路的阻值范围为。
【解析】:
(1)闭合、与时,由图可知与并联,电流表测干路电流,未接入电路,
灯泡正常发光,则灯泡两端实际电压等于额定电压,
电源电压:,
灯泡正常发光,此时通过灯泡的电流:,
的阻值:;
(2)由图可知,闭合,断开与时,与串联,电压表测电压,
根据题意,滑动变阻器上标有“”的字样,电流表的量程为,可得电路中的最大电流,
此时电压表的示数,故不会损坏电压表,
变阻器的值:,
当滑片向右滑动时,其接入电路的电阻变大,电流变小,根据分压原理,变阻器两端电压即电压表示变大,由于电压表使用的量程为,
可得,
电路中的电流:,
变阻器的值:,
故的阻值范围为
6. 如图所示,是阻值为的定值电阻,为滑动变阻器,其上标有“”字样,电流表的量程为,电流表的量程为,灯泡上标有“8V 40Ω”字样。
求:
(1)灯泡的额定电流;
(2)闭合开关,断开开关、时,灯泡正常发光,求电源电压的大小;
(3)开关、、都闭合时,在不损坏电流表的前提下,,求滑动变阻器接入电路的阻值范围。
【答案】:(1)灯泡的额定电流为;
(2)闭合开关,断开开关、时,灯泡正常发光,电源电压为;
(3)开关、、都闭合时,在不损坏电流表的前提下,消耗电功率的最小值为、最大值为。
【解析】:(1)由得灯泡额定电流为:
。
(2)闭合,断开、,灯泡与电阻串联,灯泡正常发光,
则此时灯泡两端的电压为,此时电路中的电流为,
由可知:
电阻两端的电压为:,
所以,电源电压。
(3)开关、、都闭合时,电阻和滑动变阻器并联,灯泡被短路;电流表测通过电阻的电流,电流表测干路中的总电流。
由于滑动变阻器的最大电阻为,则消耗电功率的最小值为:
。
此时通过的电流为:,
电流表测通过电阻的电流,电流表测干路中的总电流,电流表的量程为,电流表的量程为,
所以,通过的最大电流为:,
消耗电功率的最大值为:。
7. 如图所示,电源电压恒定不变,小灯泡上标有“”字样,已知,滑动变阻器的最大阻值为,电流表量程为,电压表量程为,灯泡电阻不随温度变化,求:
(1)闭合、,断开,滑动变阻器滑片在最右端时,电路的总电阻是多少?
(2)保持滑片不动,断开、、,此时灯泡的电流为0.25A,求电源电压是多大?
(3)只闭合,要保证电路中各元件安全,求滑动变阻器的取值范围。
【答案】:(1)电路的总电阻是。
(2)电源电压是。
(3)滑动变阻器的取值范围是。
【解析】:(1)闭合、,断开,滑动变阻器滑片在最右端时,电阻与滑动变阻器的全部阻值并联,
,并联电阻;
(2),灯泡电阻,
断开、、时,灯泡与滑动变阻器串联,
电源电压;
(3)只闭合时,灯泡与滑动变阻器串联,
,灯泡额定电流,
电流表量程是,则电路最大电流,
,
灯泡两端电压,
此时滑动变阻器电压最小,,
滑动变阻器接入电路的最小值,
当电压表示数是时,滑动变阻器接入电路的阻值最大,
此时灯泡两端的电压,
此时电路电流,
此时滑动变阻器接入电路的阻值,
则滑动变阻器接入电路的阻值范围是。
8. 如图所示,是标有“,”字样的灯泡(忽略温度对灯泡电阻的影响),电流表,电流表的量程均为,电源电压保持不变。将滑动变阻器的滑片滑至端。
(1)求小灯泡的阻值
(2)闭合、电压表示数为,电流表的示数为,电流表的示数为.求滑动变阻器的最大阻值;
(3)断开,,为了保证电路的安全,求滑动变阻器的阻值取值范围。
【答案】:(1)小灯泡的阻值为;
(2)滑动变阻器的最大阻值为30欧;
(3)滑动变阻器的变化范围为。
【解析】:(1)根据公式可知,灯泡的电阻;
(2)闭合、,灯泡被短路,定值电阻与滑动变阻器并联,电压表测量滑动变阻器的电压,也是电源的电压,电源电压,
通过滑动变阻器的电流为,
所以滑动变阻器的最大阻值;
(3)断开、,滑动变阻器与电灯串联,电压表测量滑动变阻器的电压,由于在(2)中的电压表的读数为,故电压表用的是的量程,最大电压大于电源电压,电压表不会超过量程。故应从电流表与电灯的因素考虑,电灯的额定电流为,故电路中的电流不能超过,此时电路的总电阻为,滑动变阻器的最小阻值。
所以滑动变阻器的取值范围为。
9.如图甲所示电路,电源电压保持不变,小灯泡标有“”字样。只闭合开关,调节滑动变阻器滑片,从端向左滑至某一位置时,小灯泡正常发光,两次电压表指针位置未发生变化(电压表量程可改变),如图丙所示,而电流表示数变化了.滑动变阻器标有“”字样,灯丝电阻不随温度改变。求:
(1)小灯泡的电阻。
(2)电源电压。
(3)闭合开关、,断开,各电表量程均可更换,移动滑动变阻器滑片,在各电表及元件安全条件下,滑动变阻器的取值最大范围为多少。
【答案】:(1)灯泡电阻为;(2)电源电压为;(3)滑动变阻器的阻值可调范围是。
【解析】:(1)灯泡的电阻;
(2)只有闭合时,移动滑片两次电压表指针均为发生变化,如果接大量程时示数为,接小量程时电压为;
①滑片在端时,滑动变阻器的电阻最大,电路中的电流最小为;根据串联分压规律可以判断此时电压值较大,此时滑动变阻器的电压为;
②设滑片移到某位置时,灯泡能正常发光,滑动变阻器电阻变小,滑动变阻器两端电压变小为;此时电路的电流为;
此时,的电流等于灯泡的电流,即:;
所以,;
滑片在处时电源电压;
滑片在处时电源电压
由上面两个式子可以解得:; ;
所以电源电压。
(3)闭合开关、,断开时,灯泡被局部短路,与串联。电压表、分别测、的电压。
由于各电表量程均可换,电源电压小于电压表的大量程,所以电压表不会有损坏的危险;
当滑动变阻器电阻为0时,电路中有最大电流,因此电流表也不会损坏;
滑动变阻器的最大电阻;所以滑动变阻器的电阻变化范围是。
滑片的移动方向
所在支路电阻大(小)
所在支路电流小(大)
干路电流小(大)
另一条支路电压、电阻和电流都不变,不受影响
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