在如图所示的电路中,电源电压6V恒定,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V,灯L1和L2的规格分别为6Ω和4Ω,滑动变阻器R的规格为“50?,1.5A”,不计温度对灯丝电阻的影响.若两灯只许一盏灯工作,且要求电路元件安全使用,在滑动变阻器的滑片移动过程中。则:
(1)滑动变阻器的滑片P放在a端时,闭合开关S1、S2、S3后,电压表和电流表的读数是多少?
(2)只闭合S1和S2时,要求电流表和电压表安全使用,在滑片移动过程中允许的电阻范围是什么?
解析:
(1)当P放在a端,且三开关都闭合时,
电压表两接线柱间被导线短接,故其电压
示数为0.此时,两灯泡并联,电流表测量其干路电流。故
两灯泡两端的电压:
U1=U2=U=6V
通过两灯泡的电流分别为:
I1= | U1 | = | 6V | =1A |
R1 | 6Ω |
I2= | U2 | = | 6V | =1.5A |
R2 | 4Ω |
干路电流:
I=I1+I2=1A+1.5A=2.5A>0.6A
电流表将被烧杯。
(2)只闭合S1和S2时,原电路为滑动变阻器与灯泡L1串联。电压表测量滑动变阻器两端的电压。
由于电流表的量程为0~0.6A,故电路中的电流最大为0.6A,且不难分析,电流越大,电压表示数越小。当电路中的电流为I’=0.6A时,其总电阻为:
R总= | U | = | 6V | =10Ω |
I’ | 0.6A |
故滑动变阻器接入电路的电阻为:
Rmin=R总-R1=10Ω-6Ω=4Ω
同时,电压表的量程为0~3V,故滑动变阻两端的电压最大为Up=3V,此时灯泡L1两端的电压为:
U1’=U-Up=6V-3V=3V
通过滑动变阻器的电流为:
Ip=I1’= | U1’ | = | 3V | =0.5A |
R1 | 6Ω |
此时,滑动变阻器接入电路的电阻为:
Rmax= | Up | = | 3V | =6Ω |
Ip | 0.5A |
可见,滑动变阻器接入电路的电阻的范围是:
4Ω~6Ω
(注:感觉题中数据存在错误)
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