Question

6．在如圖所示的電路中，電源電壓為18伏，滑動變阻器標有“150Ω，0.5A”字樣．閉合電鍵S，電流表的示數(shù)為0.3安，電壓表的示數(shù)為12伏．求：
（1）此時滑動變阻器接入電路中的電阻R₂的阻值．
（2）電阻R₁的阻值．
（3）若電流表選用0～0.6安量程，電壓表選用0～15伏量程．在電路安全的條件下，滑動變阻器R₂連入電路中電阻變化的范圍．

Answer 1

分析 由電路圖可知，R₁與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)歐姆定律求出此時滑動變阻器接入電路中的電阻R₂的阻值；
（2）根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點求出電阻R₁兩端的電壓，利用歐姆定律求出電阻R₁的阻值；
（3）比較滑動變阻器允許通過的最大電流和電流表的量程確定電路中的最大電流，根據(jù)歐姆定律求出電路中的總電阻，利用電阻的串聯(lián)求出變阻器接入電路中的最小阻值；當電壓表的示數(shù)最大時變阻器接入電路中的電阻最大，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點求出R₁兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點和歐姆定律得出等式即可求出變阻器接入電路中的最大阻值，進一步得出答案．

解答 解：（1）由電路圖可知，滑動變阻器兩端電壓為：U₂=12V，I₂=I=0.3A，
由I=$\frac{U}{R}$可得滑動變阻器接入的電阻為：
R₂=$\frac{{U}_{2}}{{I}_{2}}$=$\frac{12V}{0.3A}$=40Ω；
（2）因為兩電阻串聯(lián)，故I₁=I₂=I=0.3A，
U₁=U-U₂=18V-12V=6V
故R₁=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{1}}$=$\frac{6V}{0.3A}$=20Ω；
（3）因為電流表選用0～0.6安量程，滑動變阻器標有“150Ω，0.5A”，為了電路安全，則電路中的電路最大為I=0.5A，
則此時電路中的總電阻為R=$\frac{U}{{I}_{max}}$=$\frac{18V}{0.5A}$=36Ω，此時滑動變阻器連入的阻值為：R₂′=R-R₁=36Ω-20Ω=16Ω；
當保護電壓表時，滑動變阻器兩端電壓為15V，由于串聯(lián)則R₁兩端電壓為U₁′=18V-15V=3V，
電路中的電流為I′=I₁′=$\frac{{U}_{1}^{′}}{{R}_{1}}$=$\frac{3V}{20Ω}$=0.15A，此時電路中的總電阻為R=$\frac{U}{I′}$=$\frac{18V}{0.15A}$=120Ω，
故滑動變阻器連入的阻值為R₂″=R-R₁=120Ω-20Ω=100Ω
因此滑動變阻器的電阻變化范圍為16Ω～100Ω．
答：（1）此時滑動變阻器接入電路中的電阻R₂的阻值40Ω．
（2）電阻R₁的阻值20Ω．
（3）若電流表選用0～0.6安量程，電壓表選用0～15伏量程．在電路安全的條件下，滑動變阻器R₂連入電路中電阻變化的范圍16Ω～100Ω．

點評 此題主要考查學(xué)生對于歐姆定律和串聯(lián)電路特點的理解和掌握，特別第三小問注意兩電表的適用范圍．