Question

4．在如圖所示的電路中，電源電壓保持不變．現(xiàn)有標有“20歐2A”、“50歐2A”字樣的滑動變阻器可供選擇．
（1）若電阻R₁的阻值為20歐，閉合電鍵S，通過R₁的電流為0.3安，求：電源電壓U．
（2）若電阻R₁的阻值和R₂的規(guī)格都未知，現(xiàn)用兩只相同的電流表A₁、A₂分別串聯(lián)在電路中，閉合電鍵S，向右移動滑片P，發(fā)現(xiàn)電流表A₁和A₂對應的示數(shù)變化范圍分別是“0.6安〜0.2 安”和“0.8安〜0.4安”．
①判定：R₂中的電流變化范圍是0.6A〜0.2A，從電源流出的電流變化范圍是0.8A〜0.4A．
②求：定值電阻R₁的阻值，并通過計算指出所選擇變阻器R₂的規(guī)格．

Answer 1

分析 （1）由圖知，閉合電鍵時，R₁與R₂并聯(lián)，由并聯(lián)電路特點和歐姆定律計算電源電壓；
（2）①由并聯(lián)電路特點，結合兩電流表的示數(shù)變化情況分析判斷電流表所在的位置，從而知R₂和電源流出的電流的變化范圍；
②根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點計算通過R₁的電流，由歐姆定律計算R₁的電阻；當變阻器連入阻值最大時，通過它的電流最小，由此計算變阻器連入電阻的最大值，從而確定所選用的變阻器規(guī)格．

解答 解：
（1）由電路圖知，閉合電鍵時，R₁與R₂并聯(lián)，
由并聯(lián)電路特點和歐姆定律可得：
U_總=U₂=U₁=I₁R₁=0.3A×20Ω=6V；
（2）①因為并聯(lián)電路中各支路間互不影響，所以移動滑片P通過R₁的電流不會發(fā)生變化，
由題知，電流表A₁和A₂對應的示數(shù)變化范圍分別是“0.6A〜0.2A”和“0.8A〜0.4A”．
因為并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和，所以電流表A₁接在R₂支路上，電流表A₂接在干路上，
所以R₂中的電流變化范圍是0.6A〜0.2A，從電源流出的電流變化范圍是0.8A〜0.4A；
②由并聯(lián)電路的電流特點知：
I₁=I_總最小-I_2最小=0.4A-0.2A=0.2A，
所以：R₁=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{1}}$=$\frac{6V}{0.2A}$=30Ω；                 
當變阻器連入阻值最大時，通過它的電流最小，
R₂中通過的最小電流為0.2A，
此時連入阻值：R_2最大=$\frac{{U}_{2}}{{I}_{2最小}}$=$\frac{6V}{0.2A}$=30Ω，
所以R₂的規(guī)格應選擇“50Ω  2Α”字樣的變阻器．
答：（1）電源電壓為6V；
（2）0.6A〜0.2A；0.8A〜0.4A；
②定值電阻R₁的阻值為30Ω，選擇變阻器R₂的規(guī)格為“50Ω  2Α”．

點評 本題考查了并聯(lián)電路電流、電壓特點的認識和理解有歐姆定律的應用，解題的關鍵是正確分析兩個電流表接入電路的位置．