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【題目】如圖所示的電路中,電源電壓不變.電阻R1的阻值為20Ω,滑動變阻器R2上標有“100Ω 2A”字樣.閉合電鍵S,電流表A的示數(shù)為0.4A,電壓表V的示數(shù)為10V.求:

(1)電阻R2連入電路的阻值;
(2)電源電壓U;
(3)現(xiàn)用阻值為10Ω的電阻替換R1 , 要求在移動變阻器滑片P的過程中,不更換電表量程,兩電表的指針能達到滿刻度處,且電路能正常工作,求變阻器R2連入電路的阻值范圍.

【答案】
(1)

解: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)由I=可得,電阻R2連入電路的阻值:R2===25Ω;

答:電阻R2連入電路的阻值為25Ω;


(2)

解:(2)因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和,

所以,電源的電壓:U=I(R1+R2)=0.4A×(20Ω+25Ω)=18V;

答:電源電壓為18V;


(3)

解:(3)用阻值R3=10Ω的電阻替換R1后,因不更換電表量程時兩電表的指針能達到滿刻度處,且滑動變阻器允許通過的最大電流為2A,所以,電流表的量程為0~0.6A,

因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和,所以,當電壓表的示數(shù)為3V時,R3兩端的電壓:U3=U﹣U2′=18V﹣3V=15V,

因串聯(lián)電路中各處的電流相等,所以,電路中的電流:I′===1.5A>0.6A,

則電壓表的量程為0~15V;

當電路中的電流I=0.6A時,滑動變阻器接入電路中的電阻最小,

則電路中的總電阻:R===30Ω,

滑動變阻器接入電路中的最小阻值:R2=R﹣R3=30Ω﹣10Ω=20Ω,

當電壓表的示數(shù)U2=15V時,滑動變阻器接入電路中的電阻最大,

此時替換電阻兩端的電壓:U3=U﹣U2=18V﹣15V=3V,

電路中的最小電流:I===0.3A,

滑動變阻器接入電路中的最大阻值:R2===50Ω,

所以,變阻器R2連入電路的阻值范圍為20Ω~50Ω.

答:變阻器R2連入電路的阻值范圍20Ω~50Ω.


【解析】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)根據歐姆定律求出電阻R2連入電路的阻值;
(2)根據電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出電源的電壓;
(3)用阻值為10Ω的電阻替換R1后, 要求不更換電表量程時兩電表的指針能達到滿刻度處,則根據滑動變阻器允許通過的最大電流可知電流表的量程,根據電阻的串聯(lián)求出電壓表的示數(shù)為3V時替換電 阻兩端的電壓,根據歐姆定律求出電路中的電流,然后與電流表的量程相比較確定電壓表的量程;當電路中的電流最大時滑動變阻器接入電路中的電阻最小,根據歐 姆定律求出電路中的總電阻,利用電阻的串聯(lián)求出其大。划旊妷罕淼氖緮(shù)最大時滑動變阻器接入電路中的電阻最大,根據串聯(lián)電路的電壓特點求出替換電阻兩端的 電壓,根據歐姆定律求出電路中的電流,再根據歐姆定律求出R2的最大阻值,進一步得出答案.
【考點精析】認真審題,首先需要了解歐姆定律及其應用(歐姆定律的應用: ① 同一個電阻,阻值不變,與電流和電壓無關 但加在這個電阻兩端的電壓增大時,通過的電流也增大.(R=U/I) ② 當電壓不變時,電阻越大,則通過的電流就越。↖=U/R) ③ 當電流一定時,電阻越大,則電阻兩端的電壓就越大.(U=IR)).

練習冊系列答案
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