Question

15．電源電壓6伏且保持不變，電阻R₁阻值8歐，變阻器R₂的最大阻值為20Ω，電流表量程選0～0.6A．電壓表選取量程為0～3伏．當(dāng)S閉合時(shí)，通過分析，計(jì)算說明R₂允許的取值范圍．

Answer 1

分析 由電路圖可知，滑動(dòng)變阻器R₂與電阻R₁串聯(lián)，電壓表測量滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，電流表測量電路總電流，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)，電壓表測量滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，電流表測量電路中電流，
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小，
根據(jù)歐姆定律可得，電阻R₁兩端電壓：
U₁=I₁R₁=0.6A×8Ω=4.8V，
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=6V-4.8V=1.2V，
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�。�
R_min=$\frac{{U}_{2}}{{I}_{1}}$=$\frac{1.2V}{0.6A}$=2Ω；
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=6V-3V=3V，
電路電流為：
I₂=$\frac{{U}_{1}′}{{R}_{1}}$=$\frac{3V}{8Ω}$=0.375A，
滑動(dòng)變阻器接入電路的最大電阻：
R_max=$\frac{{U}_{大}}{{I}_{2}}$=$\frac{3V}{0.375A}$=8Ω，
變阻器接入電路的阻值范圍為2Ω～8Ω．
答：R₂允許的取值范圍為2Ω～8Ω．

點(diǎn)評 本題考查電路的動(dòng)態(tài)分析，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，并且會靈活運(yùn)用歐姆定律．