Question

9．如图所示电路中，电源电压保持12V电压不变，小灯泡L上标有“6V 3W”字样，定值电阻R₁为10Ω，滑动变阻器R₂的最大阻值为30Ω，电压表使用的量程是0～3V．为了保证电路的安全，滑动变阻器接入电路中的阻值范围为18Ω～30Ω．

Answer 1

分析 从电路图可知，滑动变阻器、灯L、电阻R₁串联，电压表测量R₁两端的电压，
由电压表示数最大为3V，为了保护电压表，根据欧姆定律可求电路中的最大电流；
由小灯泡L的铭牌可求灯的电阻、正常工作电流，从而得出为了保护灯，根据欧姆定律可求电路中的最大电流；比较得出电路中的最大电流；利用欧姆定律求滑动变阻器接入电路中的最小阻值．

解答 解：
为了保护电压表，电路中的最大电流：
I=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{1}}$=$\frac{3V}{10Ω}$=0.3A，
为了保护灯，电路中的最大电流：
I′=$\frac{{P}_{额}}{{U}_{额}}$=$\frac{3W}{6V}$=0.5A，
所以为了保证电路的安全，电路中的最大电流应为0.3A，
因为I=$\frac{U}{R}$=$\frac{U}{{R}_{1}{+R}_{L}{+R}_{小}}$，R_L=$\frac{{{U}_{额}}^{2}}{{P}_{额}}$=$\frac{{（6V）}^{2}}{3W}$=12Ω
即：0.3A=$\frac{12V}{10Ω+12Ω{+R}_{小}}$，
解得：R_小=18Ω．
所以滑动变阻器接入电路中的阻值范围为18Ω～30Ω．
故答案为：18Ω～30Ω．

点评 本题考查学生对欧姆功率、电功率公式的掌握和运用，本题关键：一是知道铭牌（额定电压、额定功率）求正常工作电流和电阻，二是确定为了保护电路，电路中的最大电流．