Question

6．如圖1所示，電源電壓保持不變，R₁=10Ω．當閉合開關S，滑動變阻器滑片P從a端移到b端，兩電表示數變化關系用圖線段AB表示（圖2）．求：

（1）電源電壓
（2）R₂的最大阻值是多少？
（3）滑片P滑到ab中點時電壓表的示數．

Answer 1

分析 （1）由電路圖可知，當滑片位于b端時，電路為R₁的簡單電路，電流表測電路中的電流，此時電路中的電流最大，根據圖2讀出電路中的最大電流，根據歐姆定律求出電源的電壓；
（2）當滑片位于a端時，接入電路中的電阻最大，此時電路中的電流最小，根據圖2讀出電路中的最小電流，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R₂的最大阻值；
（3）根據電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出滑片P滑到ab中點時電路中的電流，再根據歐姆定律求出變阻器兩端的電壓，即為電壓表的示數．

解答 解：（1）由電路圖可知，當滑片位于b端時，電路為R₁的簡單電路，電流表測電路中電流，此時電路中電流最大，由圖2可知，電路中的最大電流I_大=0.6A，
由I=$\frac{U}{R}$可得，電源的電壓：
U=I_大R₁=0.6A×10Ω=6V；
（2）當滑片位于a端時，接入電路中的電阻最大，此時電路中的電流最小，
由圖2可知，電路中的最小電流I_小=0.2A，
此時電路中的總電阻：
R=$\frac{U}{{I}_{小}}$=$\frac{6V}{0.2A}$=30Ω，
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，R₂的最大阻值：
R₂=R-R₁=30Ω-10Ω=20Ω；
（3）滑片P滑到ab中點時，電路中的電流：
I=$\frac{U}{{R}_{1}+\frac{{R}_{2}}{2}}$=$\frac{6V}{10Ω+\frac{20Ω}{2}}$=0.3A，
電壓表的示數：
U_變=I×$\frac{{R}_{2}}{2}$=0.3A×$\frac{20Ω}{2}$=3V．
答：（1）（1）電源電壓為6V；
（2）R₂的最大阻值是20Ω；
（3）滑片P滑到ab中點時電壓表的示數為3V．

點評 本題考查了串聯(lián)電路的特點和歐姆定律的應用，從圖象中獲取有用的信息是關鍵．