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14.某同學(xué)在做“調(diào)節(jié)燈泡亮度”的電學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí),電路如圖所示,電源電壓恒為4.5V,電壓表量程“0~3V”,滑動(dòng)變阻器規(guī)格“20Ω  1A”,燈泡L標(biāo)有“2.5V  1.25W”字樣(忽略燈絲電阻變化),在不損壞電路元件的情況下,則此電路中電流變化的范圍是0.3A~0.5A,滑動(dòng)變阻器阻值變化的范圍4Ω~10Ω.

分析 由電路圖可知,燈泡與滑動(dòng)變阻器串聯(lián),電壓表測(cè)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓.
(1)根據(jù)P=UI求出燈泡的額定電流,利用歐姆定律求出燈泡的電阻,根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)可知電路中的最大電流為燈泡額的電流和滑動(dòng)變阻器允許通過(guò)最大電流中較小的一個(gè),根據(jù)歐姆定律求出電路中的總電阻,利用電阻的串聯(lián)求出滑動(dòng)變阻器接入電路中的最小阻值;
(2)當(dāng)電壓表的示數(shù)為3V時(shí),電路中的電流最小,滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大,利用串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出燈泡兩端的電壓,利用歐姆定律求出電路中的電流,再根據(jù)歐姆定律求出滑動(dòng)變阻器接入電路中的最大阻值即可得出滑動(dòng)變阻器阻值變化的范圍.

解答 解:由電路圖可知,燈泡與滑動(dòng)變阻器串聯(lián),電壓表測(cè)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓.
(1)由P=UI可得,燈泡的額定電流:
IL=PLUL=1.25W2.5V=0.5A,
由I=UR可得,燈泡的電阻:
RL=ULIL=2.5V0.5A=5Ω,
因串聯(lián)電路中各處的電流相等,且滑動(dòng)變阻器允許通過(guò)的最大電流為1A,
所以,電路中的最大電流I=0.5A,此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻最小,
此時(shí)電路中的總電阻:
R=UI=4.5V0.5A=9Ω,
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和,
所以,滑動(dòng)變阻器接入電路中的最小阻值:
R滑小=R-RL=9Ω-5Ω=4Ω;
(2)當(dāng)電壓表的示數(shù)為3V時(shí),電路中的電流最小,滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大,
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和,
所以,燈泡兩端的電壓:
UL′=U-U滑max=4.5V-3V=1.5V,
電路中的最小電流:
Imin=ULRL=1.5V5Ω=0.3A,
則此電路中電流變化的范圍是0.3A~0.5A;
滑動(dòng)變阻器接入電路中的最大阻值:
R滑max=UmaxImin=3V0.3A=10Ω,
所以,滑動(dòng)變阻器阻值變化的范圍是4Ω~10Ω,
故答案為:0.3A~0.5A;4Ω~10Ω.

點(diǎn)評(píng) 本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律、電功率公式的靈活應(yīng)用,關(guān)鍵是根據(jù)燈泡的額定電流確定電路中的最大電流和電壓表的最大示數(shù)確定變阻器接入電路中的最大阻值.

練習(xí)冊(cè)系列答案
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A.用手機(jī)控制相機(jī)
B.相機(jī)能自動(dòng)懸浮停在合適高度拍攝
C.相機(jī)水平位置運(yùn)動(dòng)時(shí)遇到障礙物會(huì)自動(dòng)避開
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(1)求物塊受到的浮力大�。�
(2)求物塊的密度;
(3)用力緩慢向下壓物塊使其恰好完全浸沒(méi)在水中(水未溢出),如圖乙,求此時(shí)水對(duì)容器底的壓強(qiáng).

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A.B.C.D.

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