问题 问答题

李芳同学在做电学实验时,发现滑动变阻器有四个接线柱,她猜想:能不能利用这四个接线柱,连接出不同电路,获得不同的作用效果.为了验证这个猜想,她取了12V的电源、阻值范围048Ω的滑动变阻器、“12V  6W”的小灯泡、开关各一个和导线若干,连接出如图甲、乙两种不同电路.请你帮她分析解决下面的问题(设电源电压不变,灯的电阻不变)

(1)甲图中小灯泡两端电压的变化范围;

(2)乙图中小灯泡两端电压的变化范围;

(3)在甲乙两种电路中,滑动变阻器的作用效果有何不同?

答案

(1)在甲图中,当滑片P移动到a点时,Rap=0,小灯泡两端的电压为电源电压即12V;

当滑片P移动到b点时,Rab=48Ω,灯与滑动变阻器串联;

灯泡的电阻RL=

U2L
PL
=
(12V)2
6W
=24Ω,

电路中的电流I=

U
RL+Rab
=
12V
24Ω+48Ω
=
1
6
A,

灯泡两端的最小电压UL=IRL=

1
6
A×24Ω=4V;

所以小灯泡两端电压变化范围为4V~12V.

(2)在乙图中,当滑片P移到a点时,灯被短路,U=0;

当滑片P移到b点时,灯与Rab并联U=U=12V;   

则小灯泡两端电压变化范围为0~12V.

(3)在甲、乙两种电路中,滑动变阻器都可以改变小灯泡两端的电压,但在乙电路图中,滑动变阻器使小灯泡两端电压的变化范围更大,能够从0到电源电压,而甲电路变化的范围较小.

答:(1)甲图中小灯泡两端电压的变化范围为4V~12V;

(2)乙图中小灯泡两端电压的变化范围为0~12V;

(3)只要答出“乙图灯的电压变化范围比甲中图的大”即可得分.

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