Question

（2012?崇明縣一模）在圖所示的電路中，電源電壓保持不變，R₁為10歐姆定值電阻，R₂為滑動(dòng)變阻器，標(biāo)有“50Ω  2A”字樣．閉合電鍵S，移動(dòng)變阻器R₂的滑片P，使電壓表和電流表的示數(shù)分別為4.5伏和0.15安．試求：
（1）變阻器R₂連入電路的阻值是多少？
（2）電源電壓是多少？
（3）將變阻器R₂的滑片P移至某一位置時(shí)，電流表、電壓表的示數(shù)能否分別達(dá)到某一個(gè)量程的最大值？如果行的話分別計(jì)算出對應(yīng)的R₂值；如果不行的話通過計(jì)算說明理由．

Answer 1

分析：由圖可知兩電阻串聯(lián)，電壓表V測量R₂兩端的電壓，電流表測量電路中的電流；
（1）根據(jù)歐姆定律求出變阻器R₂連入電路的阻值；
（2）再根據(jù)歐姆定律求出R₁兩端的阻值，利用串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出電源的電壓；
（3）根據(jù)滑動(dòng)變阻器允許通過的最大電流和電源的電壓確定電表的量程，根據(jù)串聯(lián)電路中的電壓特點(diǎn)和歐姆定律求出滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻即可得出答案．

解答：解：由圖可知兩電阻串聯(lián)，電壓表V測量R₂兩端的電壓，電流表測量電路中的電流；
（1）根據(jù)歐姆定律可得，滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻：
R₂=

U2

I

=

4.5V

0.15A

=30Ω；
（2）R₁兩端的電壓：
U₁=IR₁=0.15A×10Ω=1.5V，
∵串聯(lián)電路中總電壓等于各分電阻之和，
∴電源的電壓U=U₁+U₂=1.5V+4.5V=6V；
（3）滑動(dòng)變阻器允許通過的最大電流為2A，所以電流表能滿偏時(shí)量程為0～0.6A，
電源的電壓為6V，所以電壓表滿偏時(shí)量程為0～3V；
當(dāng)電流表滿偏時(shí)，電路中的電流為0.6A，
電路中的總電阻R=

U

I1

=

6V

0.6A

=10Ω，即R₁=10Ω，R₂′=0；
電壓表滿偏時(shí)，R₁兩端的電壓U₁′=U-U₂′=6V-3V=3V，
電路中的電流I₂=

U1′

R 1

=

3V

10Ω

=0.3A，
滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻R₂″=

U′2

I″

=

3V

0.3A

=10Ω．
答：（1）變阻器R₂連入電路的阻值是30Ω；
（2）電源電壓是6V；
（3）能；對應(yīng)的R₂值分別為0Ω和10Ω．

點(diǎn)評：本題考查了歐姆定律、滑動(dòng)變阻器的使用及電壓表的結(jié)構(gòu)及使用，解決此類問題的關(guān)鍵是利用歐姆定律求解電阻值和電流值，對學(xué)生要求較高，是道難度較大的綜合題．應(yīng)靈活應(yīng)用所學(xué)電學(xué)知識進(jìn)行分析解答，必要時(shí)進(jìn)行討論．