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9. 小明制作了一款可调亮度的小台灯，电路如图Z-13-8所示。电源电压保持不变，灯泡的电阻为10 Ω，不考虑温度对灯丝电阻的影响，滑动变阻器标有“20 Ω 1 A”字样。当滑动变阻器接入电路的阻值最大时，通过灯泡的电流为0.15 A，此时灯泡两端的电压为
图 Z-13-8
图 Z-13-9
1.5
V。若灯泡两端允许的最大电压为2.5 V，为保证电路安全，滑动变阻器接入电路的最小阻值为8
Ω。图 Z-13-8
图 Z-13-9
答案
9. 1.5 8
10. 如图 Z-13-9 所示为我市某中学物理兴趣小组设计的电子身高测量仪电路图。其中定值电阻$R_1=6\ \Omega$，电源电压恒为 4.5 V，滑动变阻器$R_2$的规格为“15 Ω 0.5 A”，电压表的测量范围为 0～3 V，电流表的测量范围为 0～0.6 A，闭合开关 S，为了保证电路中各元件安全工作，请你分析：
(1)由电流表的测量范围和滑动变阻器的规格可知电子身高测量仪电路中允许通过的最大电流是
(2)由电压表的测量范围可知，滑动变阻器两端所加的最大电压是
(3)滑动变阻器接入电路的阻值变化范围是
(4)电流表的示数变化范围是
(1)由电流表的测量范围和滑动变阻器的规格可知电子身高测量仪电路中允许通过的最大电流是
0.5
A，此时滑动变阻器接入电路的阻值为最小值
（选填“最大值”或“最小值”）。(2)由电压表的测量范围可知，滑动变阻器两端所加的最大电压是
3
V，此时滑动变阻器接入电路的阻值为最大值
（选填“最大值”或“最小值”）。(3)滑动变阻器接入电路的阻值变化范围是
3～12 Ω
。(4)电流表的示数变化范围是
0.25～0.5 A
；电压表的示数变化范围是1.5～3 V
。答案
10. (1)0.5 最小值
(2)3 最大值
(3)3～12 Ω
(4)0.25～0.5 A 1.5～3 V
(2)3 最大值
(3)3～12 Ω
(4)0.25～0.5 A 1.5～3 V
11. (2023 苏州吴江区月考)如图 Z-13-10 所示电路,电源电压为$U=4.5\ \mathrm{V}$且保持不变,电阻$R_1=10\ \Omega$,滑动变阻器$R_2$上标有
“$20\ \Omega\ 1\ \mathrm{A}$”的字样,电流表的测量范围为$0∼0.6\ \mathrm{A}$,两个电压表的测量范围均为$0∼3\ \mathrm{V}$,在保证电路安全的条件下,下列说法不正确的是(
A.电流表$\mathrm{A}$的示数范围为$0.15∼0.3\ \mathrm{A}$
B.电压表$\mathrm{V}_1$的示数范围为$0∼3\ \mathrm{V}$
C.电压表$\mathrm{V}_2$的示数范围为$1.5∼3\ \mathrm{V}$
D.滑动变阻器$R_2$的阻值取值范围为$5∼20\ \Omega$
“$20\ \Omega\ 1\ \mathrm{A}$”的字样,电流表的测量范围为$0∼0.6\ \mathrm{A}$,两个电压表的测量范围均为$0∼3\ \mathrm{V}$,在保证电路安全的条件下,下列说法不正确的是(
B
)A.电流表$\mathrm{A}$的示数范围为$0.15∼0.3\ \mathrm{A}$
B.电压表$\mathrm{V}_1$的示数范围为$0∼3\ \mathrm{V}$
C.电压表$\mathrm{V}_2$的示数范围为$1.5∼3\ \mathrm{V}$
D.滑动变阻器$R_2$的阻值取值范围为$5∼20\ \Omega$
答案
11. B
12. (2025徐州模拟)如图Z-13-11所示,电源电压保持不变,电流表的测量范围为0~0.6 A,电压表的测量范围为0~15 V,$R_1=20\ \Omega$,滑动变阻器的规格为“100 Ω 1 A”。
(1)闭合开关$S_1$,断开开关$S_2$、$S_3$,电流表示数为0.4 A,求电源电压。
(2)闭合开关$S_3$,断开开关$S_1$、$S_2$,滑动变阻器的滑片置于中点位置时,电压表的示数为4 V,求$R_3$的阻值。
(3)闭合开关$S_1$、$S_2$和$S_3$,在不损坏电流表、电压表的情况下,求滑动变阻器接入电路的阻值取值范围。
图Z-13-11
(1)闭合开关$S_1$,断开开关$S_2$、$S_3$,电流表示数为0.4 A,求电源电压。
(2)闭合开关$S_3$,断开开关$S_1$、$S_2$,滑动变阻器的滑片置于中点位置时,电压表的示数为4 V,求$R_3$的阻值。
(3)闭合开关$S_1$、$S_2$和$S_3$,在不损坏电流表、电压表的情况下,求滑动变阻器接入电路的阻值取值范围。
图Z-13-11
答案
12. (1)由图可知,闭合开关 $S_1$,断开开关 $S_2$、$S_3$,电路为 $R_1$ 的简单电路,电流表测量电路中的电流。
由欧姆定律可得,电源电压：
$U=I_1 R_1=0.4\ \mathrm{A}×20\ \Omega=8\ \mathrm{V}$。
(2)闭合开关 $S_3$,断开开关 $S_1$、$S_2$,$R_2$、$R_3$ 串联,电压表测量 $R_2$ 两端电压；
滑动变阻器的滑片置于中点位置时,电压表的示数为 4 V,则电路中的电流：
$I_2=\frac{U_2}{\frac{1}{2}R_2}=\frac{4\ \mathrm{V}}{\frac{1}{2}×100\ \Omega}=0.08\ \mathrm{A}$,
因串联电路两端的总电压等于各部分电路两端的电压之和,则 $R_3$ 两端的电压：
$U_3=U-U_2=8\ \mathrm{V}-4\ \mathrm{V}=4\ \mathrm{V}$,
串联电路电流处处相等,所以 $R_3$ 的阻值：
$R_3=\frac{U_3}{I_2}=\frac{4\ \mathrm{V}}{0.08\ \mathrm{A}}=50\ \Omega$。
(3)闭合开关 $S_1$、$S_2$ 和 $S_3$,$R_1$、$R_2$ 并联,电压表测电源电压,电流表测干路电流。
根据并联电路各支路互不影响可知,通过 $R_1$ 的电流为 0.4 A 不变,
因电流表的测量范围为 0～0.6 A,则干路电流最大为 0.6 A,
由并联电路电流的规律可得,通过滑动变阻器的最大电流：
$I_{\mathrm{滑大}}=I_{\mathrm{大}}-I_1=0.6\ \mathrm{A}-0.4\ \mathrm{A}=0.2\ \mathrm{A}$,
由欧姆定律可得,滑动变阻器接入电路的最小阻值：$R_{\mathrm{滑小}}=\frac{U}{I_{\mathrm{滑大}}}=\frac{8\ \mathrm{V}}{0.2\ \mathrm{A}}=40\ \Omega$;
滑动变阻器接入电路的阻值最大时,根据并联电路电流规律结合欧姆定律可知干路电流最小,则在不损坏电流表、电压表的情况下,滑动变阻器接入电路的阻值取值范围为 40～100 Ω。
由欧姆定律可得,电源电压：
$U=I_1 R_1=0.4\ \mathrm{A}×20\ \Omega=8\ \mathrm{V}$。
(2)闭合开关 $S_3$,断开开关 $S_1$、$S_2$,$R_2$、$R_3$ 串联,电压表测量 $R_2$ 两端电压；
滑动变阻器的滑片置于中点位置时,电压表的示数为 4 V,则电路中的电流：
$I_2=\frac{U_2}{\frac{1}{2}R_2}=\frac{4\ \mathrm{V}}{\frac{1}{2}×100\ \Omega}=0.08\ \mathrm{A}$,
因串联电路两端的总电压等于各部分电路两端的电压之和,则 $R_3$ 两端的电压：
$U_3=U-U_2=8\ \mathrm{V}-4\ \mathrm{V}=4\ \mathrm{V}$,
串联电路电流处处相等,所以 $R_3$ 的阻值：
$R_3=\frac{U_3}{I_2}=\frac{4\ \mathrm{V}}{0.08\ \mathrm{A}}=50\ \Omega$。
(3)闭合开关 $S_1$、$S_2$ 和 $S_3$,$R_1$、$R_2$ 并联,电压表测电源电压,电流表测干路电流。
根据并联电路各支路互不影响可知,通过 $R_1$ 的电流为 0.4 A 不变,
因电流表的测量范围为 0～0.6 A,则干路电流最大为 0.6 A,
由并联电路电流的规律可得,通过滑动变阻器的最大电流：
$I_{\mathrm{滑大}}=I_{\mathrm{大}}-I_1=0.6\ \mathrm{A}-0.4\ \mathrm{A}=0.2\ \mathrm{A}$,
由欧姆定律可得,滑动变阻器接入电路的最小阻值：$R_{\mathrm{滑小}}=\frac{U}{I_{\mathrm{滑大}}}=\frac{8\ \mathrm{V}}{0.2\ \mathrm{A}}=40\ \Omega$;
滑动变阻器接入电路的阻值最大时,根据并联电路电流规律结合欧姆定律可知干路电流最小,则在不损坏电流表、电压表的情况下,滑动变阻器接入电路的阻值取值范围为 40～100 Ω。
