Question

4．如圖所示的電路中，定值電阻R₁=5Ω，R₂為滑動(dòng)變阻器，最大阻值為20Ω，電源電壓U=4.5V且保持不變，若電流表的量程為0～0.6A，電壓表量程為0～3V，為了保護(hù)電表，變阻器接入電路的阻值范圍應(yīng)是多少？

Answer 1

分析 由電路圖可知，滑動(dòng)變阻器R₂與電阻R₁串聯(lián)，電壓表測(cè)量滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，電流表測(cè)量電路總電流，電流表示數(shù)最大為0.6A，電壓表示數(shù)最大為3V，根據(jù)歐姆定律和串聯(lián)電路的特點(diǎn)分別算出對(duì)應(yīng)的滑動(dòng)變阻器的阻值．

解答 解：由電路圖可知，滑動(dòng)變阻器R₂與電阻R₁串聯(lián)，電壓表測(cè)量滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，電流表測(cè)量電路總電流，
當(dāng)電流表示數(shù)為I₁=0.6A時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻最�。�
由I=$\frac{U}{R}$可得，電阻R₁兩端電壓：U₁=I₁R₁=0.6A×5Ω=3V；
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，所以，滑動(dòng)變阻器兩端的電壓：U₂=U-U₁=4.5V-3V=1.5V，
因串聯(lián)電路中各處的電流相等，所以，滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻最�。篟_min=$\frac{{U}_{2}}{{I}_{1}}$=$\frac{1.5V}{0.6A}$=2.5Ω；
當(dāng)電壓表示數(shù)最大為U_大=3V時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻最大，
此時(shí)R₁兩端電壓：U₁′=U-U_2max=4.5V-3V=1.5V，
電路電流為：I₂=$\frac{{U}_{1}′}{{R}_{1}}$=$\frac{1.5V}{5Ω}$=0.3A，
滑動(dòng)變阻器接入電路的最大電阻：R_max=$\frac{{U}_{2max}}{{I}_{2}}$=$\frac{3V}{0.3A}$=10Ω，
故變阻器接入電路的阻值范圍為2.5Ω～10Ω．
答：變阻器接入電路的阻值范圍為2.5Ω～10Ω．

點(diǎn)評(píng) 注意求阻值范圍時(shí)，根據(jù)電流表和電壓表的最大值進(jìn)行計(jì)算，并且會(huì)靈活運(yùn)用歐姆定律．