Question

14．如圖所示電路中，電源電壓不變，電阻R₁的阻值為10Ω，滑動變阻器R₂上標(biāo)有“50Ω1.5A”字樣，兩電表為學(xué)校實(shí)驗(yàn)室常用電表．閉合電鍵S，移動滑片到某位置時(shí)，電壓表、電流表的示數(shù)分別為6伏和0.2安．求：
①滑動變阻器R₂接入電路的阻值；
②電源電壓；
③選擇合適量程，在移動滑動變阻器滑片的過程中，使兩電表都能達(dá)到滿刻度．
第一，電流表所選的量程為0～0.6A；電壓表所選的量程為0～15V；
第二，滿足上述要求時(shí)，電流表示數(shù)的最小值0.5A．（寫明必要理由）

Answer 1

分析 由電路圖可知，定值電阻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)歐姆定律求出滑動變阻器R₂接入電路的阻值；
（2）根據(jù)歐姆定律求出R₁兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出電源電壓；
（3）第一、使兩電表都能達(dá)到滿刻度時(shí)，根據(jù)電源的電壓確定電壓表的量程；根據(jù)滑動變阻器允許通過的最大電流確定電流表的量程；
第二、當(dāng)電壓表的示數(shù)最大時(shí)，滑動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(diǎn)求出R₁兩端的電壓，根據(jù)歐姆定律求出電流表的最小示數(shù)．

解答 解：由電路圖可知，定值電阻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)I=$\frac{U}{R}$可得，滑動變阻器R₂接入電路的阻值：
R₂=$\frac{{U}_{2}}{I}$=$\frac{6V}{0.2A}$=30Ω；
②移動滑片到某位置時(shí)，電壓表、電流表的示數(shù)分別為6伏和0.2安．
根據(jù)I=$\frac{U}{R}$可得R₁兩端的電壓：U₁=IR₁=0.2A×10Ω=2V，
根據(jù)串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和可知：
U=U₁+U₂=2V+6V=8V；
③第一、在移動滑動變阻器滑片的過程中，使兩電表都能達(dá)到滿刻度，
由于滑動變阻器允許通過的最大電流為1.5A＜3A，則電流表選0～0.6A的量程，
由于電源電壓為8V＜15V，
則電壓表選0～3V量程；
第二、當(dāng)電壓表示數(shù)最大時(shí)滑動變阻器接入電路中的電阻最大，此時(shí)電流表的示數(shù)最��；
即：U_2大=3V，
根據(jù)串聯(lián)電路的總電壓等于各電阻兩端的電壓之和可知：
U_1小=U-U_2大=8V-3V=5V，
則I_小=$\frac{{U}_{1小}}{{R}_{1}}$=$\frac{5V}{10Ω}$=0.5A．
答：①滑動變阻器R₂接入電路的阻值為30Ω；
②電源電壓為8V；
③0～0.6A；0～3V；0.5A．

點(diǎn)評 本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律、電功率公式的應(yīng)用，關(guān)鍵是會根據(jù)滑動變阻器允許通過的最大電流確和電源的電壓確定兩電表的量程．