Question

（2013?義烏市）小陽同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室選用部分器材連接了如圖所示的電路，其中電源電壓為6伏并保持不變，燈泡L上標(biāo)有“3V、0.3A”字樣，滑動(dòng)變阻器R₂的阻值變化范圍為O～20Ω，電流表選“0～0.6A”量程．檢查連接正確后，閉合開關(guān)S，燈泡發(fā)光．
（1）遵循規(guī)范的實(shí)驗(yàn)操作，為配合答題分析，小陽認(rèn)為需要畫出此時(shí)的電路圖，請(qǐng)你幫她將電路圖畫在方框內(nèi)．
要求：①電路圖必須包含實(shí)物圖中所有元件（開關(guān)S閉合，可用導(dǎo)線代替）
②在圖中標(biāo)出該狀態(tài)時(shí)可以確認(rèn)并可供計(jì)算的已知條件
③最終圖形請(qǐng)用0.5毫米及以上的黑色簽字筆描黑
（2）請(qǐng)列式計(jì)算此時(shí)電流表的讀數(shù)．
（3）要保證電路中各元件不損壞，請(qǐng)通過計(jì)算確定滑動(dòng)變阻器可連入電路的阻值范圍．

Answer 1

分析：（1）由實(shí)物電路圖畫電路圖時(shí)，可以根據(jù)電流流向法，從電源的正極出發(fā)依次畫出各電路原件回到負(fù)極即可；
（2）知道燈泡的額定電壓和額定功率，根據(jù)歐姆定律求出燈泡的電阻，閉合開關(guān)前滑動(dòng)變阻器處于最大阻值處，根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出電流表的示數(shù)；
（3）根據(jù)燈泡的額定電流可知電路中的最大電流為0.3A時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最小，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，利用歐姆定律求出其大小，進(jìn)一步求出滑動(dòng)變阻器接入電路中電阻的范圍．

解答：解：（1）先畫出電源符號(hào)，從電源的正極出發(fā)依次畫出電流表、燈泡、滑動(dòng)變阻器回到負(fù)極即可，如下圖所示：

（2）根據(jù)歐姆定律可得，燈泡的電阻：
R_L=

UL額

IL額

=

3V

0.3A

=10Ω，
∵閉合開關(guān)前滑動(dòng)變阻器處于最大阻值處，且串聯(lián)電路中的總電阻等于各分電阻之和，
∴電流表的示數(shù)：
I=

U

RL+R2

=

6V

10Ω+20Ω

=0.2A；
（3）要保證電路中各元件不損壞，電路中的最大電流為0.3A，
∵串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
∴滑動(dòng)變阻器兩端的電壓：
U_2min=U-U_L=6V-3V=3V，
∵串聯(lián)電路中各處的電流相等，
∴R_2min=

U2min

Imax

=

3V

0.3A

=10Ω，
∴滑動(dòng)變阻器可連入電路的阻值范圍為10Ω～20Ω．
答：（1）電路圖如上圖所示；
（2）此時(shí)電流表的讀數(shù)為0.2A；
（3）要保證電路中各元件不損壞，滑動(dòng)變阻器可連入電路的阻值范圍為10Ω～20Ω．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了根據(jù)實(shí)物電路圖畫出電路圖、串聯(lián)電路的特點(diǎn)、歐姆定律的應(yīng)用，關(guān)鍵是電路中的最大電流的確定即滑動(dòng)變阻器接入電路中最小阻值的確定．