Question

【題目】如圖所示的電路中，電源電壓U＝4.5V且保持不變，電阻R1＝5Ω，滑動變阻器R2的最大值為20Ω，電流表量程為0～0.6A，電壓表量程為0～3A。

（1）當(dāng)電壓表的讀數(shù)為2V時，通過R1的電流是多少A。

（2）當(dāng)電流表的讀數(shù)為0.3A時，電阻R1與滑動變阻器R2消耗的電功率之比為多少？

（3）為保證電表安全，滑動變阻器連入電路的阻值范圍是多少？

Answer 1

【答案】（1）0.5A（2）1：2（3）2.5Ω～10Ω

【解析】

由電路圖知道，R1與滑動變阻器R2 串聯(lián)，電壓表測R2 兩端的電壓，電流表測電路中的電流。

（1）根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點計算電壓表的示數(shù)為2V時R1 兩端的電壓，根據(jù)歐姆定律計算通過R1 的電流

（2）根據(jù)歐姆定律計算當(dāng)電流表的示數(shù)為0.3A時電路中的總電阻，然后利用電阻的串聯(lián)特點計算滑動變阻器接入電路中的電阻，再由串聯(lián)電路的電流特點和計算電阻R1 與滑動變阻器R2 消耗的電功率之比；

（3）當(dāng)電流表的示數(shù)最大時滑動變阻器接入電路中的電阻最小，根據(jù)歐姆定律計算電路中的總電阻，然后由電阻的串聯(lián)計算接入電路中的最小阻值；當(dāng)電壓表的示數(shù)最大時滑動變阻器接入電路中的電阻最大，然后由串聯(lián)電路的電壓特點計算R1 兩端的電壓，最后由串聯(lián)電路的電流特點和歐姆定律得出電路中電流的等式即可計算滑動變阻器連入電路的阻值，得出滑動變阻器接入電路的范圍。

由電路圖知道，R1與滑動變阻器R2 串聯(lián)，電壓表測R2 兩端的電壓，電流表測電路中的電流。

（1）由于串聯(lián)電路中總電壓等于分電壓之和，所以，當(dāng)電壓表的示數(shù)為2V時，R1 兩端的電壓是：

由歐姆定律知道，通過R1 的電流是：

（2）當(dāng)電流表的示數(shù)為0.3A時，由歐姆定律知道，電路中的總電阻是：，

由于串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，所以，變阻器接入電路中的電阻是：，

由知道，電阻R1 與滑動變阻器R2 消耗的電功率之比是：；

（3）由電路圖及電流表接入電路的量程知道，當(dāng)電流表的示數(shù)最大時，滑動變阻器接入電路中的電阻最小，此時電路中的總電阻是：，則滑動變阻器接入電路中的最小阻值是：；

當(dāng)電壓表的示數(shù)最大時，滑動變阻器接入電路中的電阻最大，此時R1 兩端的電壓是：

由于串聯(lián)電路中各處的電流相等，所以，電路中的電流是：，即，故，

綜上所述知道，滑動變阻器連入電路的阻值范圍為2.5Ω～10Ω。