Question

如圖所示，電源電壓保持不變，電流表使用0～0.6A的量程，電壓表使用0～3V的量程，定值電阻R₁=8Ω，燈泡電阻R₂=5Ω，滑動(dòng)變阻器的最大阻值R₃=20Ω．

（1）開(kāi)關(guān)S₁斷開(kāi)，S₂閉合，電流表示數(shù)為0.25A，電壓表示數(shù)為2.5V，求電源的電壓和滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻值；

（2）將開(kāi)關(guān)S₁閉合，S₂斷開(kāi)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，為了保證電流表和電壓表不超過(guò)其量程，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻值只能在什么范圍內(nèi)變化？

 

Answer 1

 （1）開(kāi)關(guān)S₁閉合，S₂斷開(kāi)，R₁與變阻器串聯(lián)，電壓表測(cè)R₁兩端的電壓，電流表測(cè)電路中的電流，

由I=可得，變阻器連入電路的電阻：

R₃===10Ω，

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+R₃）=0.25A×（8Ω+10Ω）=4.5V；

（2）開(kāi)關(guān)S₁斷開(kāi)，S₂閉合，燈與變阻器串聯(lián)，

當(dāng)電路中的電流為0.6A時(shí)變阻器接入電路中的電阻最小，

此時(shí)電路中的總電阻：

R===7.5Ω，

滑動(dòng)變阻器接入電路中的最小阻值：

R_3小=R﹣R₂=7.5Ω﹣5Ω=2.5Ω；

當(dāng)電壓表的示數(shù)為3V時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大，

因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，

所以，燈泡兩端的電壓：

U₂=U﹣U₃′=4.5V﹣3V=1.5V，

因串聯(lián)電路中各處的電流相等，

所以，電路中的電流：

I′===0.3A，

變阻器接入電路中的最大阻值：

R_3大===10Ω，

變阻器的電阻變化范圍是：2.5Ω～10Ω．

答：（1）電源電壓是4.5V，滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻值是10Ω．

（2）滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值變化范圍是2.5Ω～10Ω．