Question

【題目】如圖所示，電源電壓保持不變，電路中滑動(dòng)變阻器上標(biāo)有“20Ω 2A”字樣，電流表的量程為0~0.6A，電壓表的量程為0~3V，電阻R1的阻值為10Ω，當(dāng)滑片在滑動(dòng)變阻器的最右端a點(diǎn)時(shí)，閉合開關(guān)，電壓表的示數(shù)為2V。求：

(1)電源電壓；

(2)為了保證電路能正常工作及各電表不致?lián)p壞，滑動(dòng)變阻器的取值范圍。

Answer 1

【答案】(1)6V(2)10~20Ω

【解析】

本題考查動(dòng)態(tài)電路的有關(guān)問題。題目中要應(yīng)用歐姆定律、串聯(lián)電路的特點(diǎn)。

從電路圖可知，電阻R1、R2串聯(lián)；電壓表測R1兩端的電壓；滑片在a點(diǎn)時(shí)滑動(dòng)變阻器電阻最大，阻值為20Ω，在b點(diǎn)時(shí)，電阻為0Ω。

(1)結(jié)合題意，可先電路中的電流，再求出總阻值，然后根據(jù)串聯(lián)電路的電阻特點(diǎn)，求電源電壓。

(2)電路中的最大電流不能超過電流表量程，R1兩端的電壓不能超過電壓表的量程。

(1)從題意可知，當(dāng)滑片處于最右端a點(diǎn)時(shí)，R2=20Ω，R1的電壓U1=2V，電路中的電流

總電阻

R=R1+R2=10Ω+20Ω=30Ω

電源電壓

U=I1 R =0.2A×30Ω＝6V

(2) R1是定值電阻，當(dāng)R1兩端的電壓最大時(shí)，由歐姆定律可得，電路中的電流最大。而電壓表的量程為0~3V，即R1兩端的最大電壓為3V，此時(shí)最大電流

0.3A<0.6A，沒有超過電流表的量程，所以兩端的最大電壓為3V。當(dāng)電路中的電流最大時(shí)，總電阻最小，即滑動(dòng)變阻器接進(jìn)電路中的電阻最小。此時(shí)變阻器兩端的電壓

U2=U－Umax=6V－3V=3V

變阻器的最小電阻

所以滑動(dòng)變阻器接進(jìn)電路中的阻值范圍是：10Ω~20Ω。

答：(1)電源電壓是6V；

(2)為了保證電路能正常工作及各電表不致?lián)p壞，滑動(dòng)變阻器的取值范圍是10Ω~20Ω。