Question

【题目】如图所示电路，电源电压恒为4.5V，灯L标有“3V 0.9W”（灯泡阻值不变），滑动变阻器R上标有“50Ω 1A”的字样，电压表量程为0～3V，电流表量程为0～0.6A，为了保证电路中各元件安全工作，电路中允许通过的最大电流为A，灯泡的最小电功率为W，滑动变阻器允许接入电路的阻值范围是Ω．

Answer 1

【答案】0.3；0.225；5～20
【解析】（1）根据电功率的变形公式可知，灯泡 的额定电流为 ，
电流表能通过的最大电流为0.6A，滑动变阻器能通过的最大电流为1A，根据串联电路电流规律可知电路中允许通过的最大电流为0.3A；
（2）根据电功率的变形公式可知灯泡L的电阻为 ，
若想使灯泡的达到最小电功率，那么灯泡两端的电压要达到最小，电路中的电流最小，根据串联电路电压规律，可知滑动变阻器两端电压要达到最大，假设滑动变阻器两端电压可以达到电压表的量程3V，此时灯泡两端电压为1.5V，
根据欧姆定律，此时的电流为 ，
滑动变阻器的阻值为 ，
在滑动变阻器的调节范围内，所以假设成立，故灯泡的最小电功率为 ：
；
（3）根据以上计算可以知道电路中电流的范围是 ，所以当电流为0.15A时，滑动变阻器阻值为 ，当电流为0.3A时，灯泡正常发光，两端电压为3V，由于电源电压4.5V，滑动变阻器两端电压为1.5V，
根据欧姆定律计算得到此时滑动变阻器的电压为 ：
，
故滑动变阻器允许接入电路的阻值范围是 .
故答案为：0.3；0.225；5～20．
由图知，L与R串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流．
（1）由P=UI求出正常工作时的电流，根据求出灯泡的电阻,根据串联电路电流特点确定电路中最大电流；
（2）灯泡正常发光时滑动变阻器接入电路的电阻最小，根据欧姆定律求出电路中的总电阻，从而计算出滑动变阻器接入电路中的最小电阻；
（3）当电压表的示数最大时滑动变阻器接入电路中的电阻最大，根据串联电路的电压特点求出灯泡两端的电压，根据欧姆定律分别表示出电路中的电流，利用串联电路的电流特点得出等式即可求出滑动变阻器接入电路中的最大阻值．