Question

6．如图所示电路中，灯L标有“3V、0.9W”，滑动变阻器标有“20Ω，1A”的字样，电压表量程为0～3V，则灯L正常工作时的电流为0.3A．若电源电压为4.5V，为保证电路中各元件安全工作，滑动变阻器连入电路的阻值范围是5～20Ω．

Answer 1

分析 （1）由P=UI计算灯泡正常工作的电流；
（2）由图知，L与R串联，根据灯泡、滑动变阻器的规格和电流表量程确定电路中最大电流，此时R连入阻值最小，由串联电路特点和欧姆定律计算R的最小值；
由于电压表量程为0～3V，则变阻器的最大电压为3V，由串联电路特点和欧姆定律计算R的最大值．

解答 解：
（1）已知L的额定电压和额定功率，由P=UI可得灯泡正常工作的电流：
I_额=$\frac{{P}_{额}}{{U}_{额}}$=$\frac{0.9W}{3V}$=0.3A；
（2）由图知，L与R串联，
灯泡正常工作电流0.3A，滑动变阻器允许通过最大电流1A，由于串联电路中电流处处相等，所以电路中的最大电流为0.3A，此时R连入阻值最小，
由串联电路特点和欧姆定律可得：
R_最小=$\frac{U-{U}_{额}}{{I}_{最大}}$=$\frac{4.5V-3V}{0.3A}$=5Ω；
由I=$\frac{U}{R}$得灯泡电阻R_L=$\frac{{U}_{额}}{{I}_{额}}$=$\frac{3V}{0.3A}$=10Ω，已知电压表量程为0～3V，则当R两端电压为3V时电压表安全．
由串联电路的啊总电压等于各电阻两端的电压之和可知：
此时灯泡两端的电压U_L=U-U_R最大=4.5V-3V=1.5V，
电路中的电流I_最小=$\frac{{U}_{L}}{{R}_{L}}$=$\frac{1.5V}{10Ω}$=0.15A，
R_最大=$\frac{{U}_{R最大}}{{I}_{最小}}$=$\frac{3V}{0.15A}$=20Ω；
所以阻值变化范围为5～20．
故答案为：0.3；5～20．

点评 本题考查了串联电路特点、欧姆定律和电功率公式的灵活应用，关键是根据电路特点判断电路的最大电流，根据电压表的量程判断电路中的最小电流．