Question

11．如圖所示，電源電壓為6V，定值電阻R₀=10Ω，電流表量程為0～0.6A，電壓表量程為0～3V，滑動(dòng)變阻器R上標(biāo)有“20Ω 0.5A”字樣．求：
（1）當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片位于中點(diǎn)時(shí)，電流表和電壓表的示數(shù)；
（2）為了保證電路安全，滑動(dòng)變阻器R接入電路的最小阻值．

Answer 1

分析 由電路圖可知，R與R₀串聯(lián)，電壓表測R₀兩端的電壓，電流表測電路中的電流．
（1）當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片位于中點(diǎn)時(shí)，根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出電路中電流表的示數(shù)，再根據(jù)歐姆定律求出電壓表的示數(shù)；
（2）比較電壓表的示數(shù)為3V時(shí)電路中的電流和滑動(dòng)變阻器允許通過的最大電流、電流表的量程，然后得出電路中的最大電流，此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最小，然后結(jié)合（1）得出答案．

解答 解：由電路圖可知，R與R₀串聯(lián)，電壓表測R₀兩端的電壓，電流表測電路中的電流．
（1）當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片位于中點(diǎn)時(shí)，
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，電路中電流表的示數(shù)：
I=$\frac{U}{\frac{R}{2}+{R}_{0}}$=$\frac{6V}{\frac{20Ω}{2}+10Ω}$=0.3A，
電壓表的示數(shù)：
U₀=IR₀=0.3A×10Ω=3V；
（2）當(dāng)電壓表的示數(shù)為3V時(shí)，電路中的電流I=0.3A＜0.5A＜0.6A，
此時(shí)電路中的電流最大，變阻器接入電路中的電阻最小，即最小為10Ω．
答：（1）當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片位于中點(diǎn)時(shí)，電流表示數(shù)為0.3A，電壓表的示數(shù)為3V；
（2）為了保證電路安全，滑動(dòng)變阻器R接入電路的最小阻值為10Ω．

點(diǎn)評 本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律的應(yīng)用，會(huì)確定電路中的最大電流是關(guān)鍵．