问题标题:
如图,电流表的量程为0-0.6A,电压表的量程为0-15V,电阻R=30欧姆,变阻器的规格为“100欧姆、1A”电路两端电压U不变,且U=24V,则在保证各元件安全的情况下,滑动变阻器连入电路中的电阻
问题描述:
如图,电流表的量程为 0-0.6A,电压表的量程为0-15V,电阻R=30欧姆,变阻器的规格为“100欧姆、1A”电路两端电压U不变,且U=24V,则在保证各元件安全的情况下,滑动变阻器连入电路中的电阻的变化范围为 .
沈炜回答:
①在电源电压一定时,电路电流与电阻成反比,电流最大也就是电路电阻最小,即滑动变阻器接入电路电阻最小.已知此时电路电流为0.6A和电源电压,可以得到总电阻,R阻值不变,所以得到滑动变阻器接入电路的最小阻值;
②在串联电路中,导体两端电压与其阻值成正比,滑动变阻器两端电压最大为15V,已知电源电压和滑动变阻器两端最大电压,可以得到定值电阻两端电压;定值电阻R阻值已知,根据=得到滑动变阻器接入电路的最大阻值.
【解析】
①当电路电流最大为I最大=0.6A时,
电路总电阻为R串===40Ω
滑动变阻器接入电路的最小阻值为R最小=R串-R=40Ω-30Ω=10Ω;
②当滑动变阻器两端电压为U最大=15V时,
定值电阻两端电压为U=U-U最大=24V-15V=9V
设滑动变阻器接入电路最大阻值为R最大
根据题意得
=
即=
解得R最大=50Ω.
综合①②得,为电路安全,滑动变阻器接入电路的范围为10Ω~50Ω.
故答案为:10Ω~50Ω.
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