Question

某校物理課外活動(dòng)小組的同學(xué)對(duì)兩個(gè)定值電阻R₁R₂和一個(gè)滑動(dòng)變阻器R₃的阻值進(jìn)行測(cè)定，將這些元件連接成的電路如圖B所示．閉合S₁，斷開(kāi)S₂，將滑動(dòng)變阻器的阻值調(diào)到最大時(shí)，電流表的示數(shù)是0.2A，電壓表的示數(shù)是2V．若將S₁、S₂都閉合，將滑動(dòng)變阻器的阻值調(diào)到零時(shí)，電壓表的示數(shù)是6V，電流表的示數(shù)是0.9A．求：
（1）定值電阻R₁的阻值多大？
（2）滑動(dòng)變阻器的最大阻值多大？
（3）定值電阻R₂的阻值多大？

Answer 1

解：當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)S₁，斷開(kāi)S₂，等效電路圖如圖1示；
當(dāng)將開(kāi)關(guān)S₁、S₂都閉合，等效電路圖如圖2示；

（1）由圖1可得，定值電阻R₁的阻值為：
∵I=，
∴電阻R₁===10Ω．
（2）由圖2可知電源的電壓U=6V，
由圖1可知滑動(dòng)變阻器最大阻值兩端的電壓U_滑=U-U₁=6V-2V=4V，
∵I=，
∴滑動(dòng)變阻器的最大阻值R===20Ω．
（3）由圖2可得：
I₁===0.6A，
I₂=I-I₁=0.9A-0.6A=0.3A，
∵I=，
∴R₂===20Ω．
答：（1）定值電阻R₁的阻值10Ω；
（2）滑動(dòng)變阻器的最大阻值為20Ω；
（3）定值電阻R₂的電阻為20Ω．
分析：先畫(huà)出兩種情況的等效電路圖：
（1）當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)S₁、斷開(kāi)S₂時(shí)，R₁與滑動(dòng)變阻器的最大阻值串聯(lián)，電壓表測(cè)R₁兩端的電壓，電流表測(cè)電路中的電流，根據(jù)歐姆定律求出定值電阻R₁的阻值．
（2）當(dāng)開(kāi)關(guān)S₁、S₂都閉合，滑動(dòng)變阻器的滑片調(diào)到阻值為零處時(shí)，R₁、R₂并聯(lián)，電壓表測(cè)電源的電壓，根據(jù)電壓表的示數(shù)可知電源的電壓；因電源的電壓不變，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)S₁、斷開(kāi)S₂時(shí)，滑動(dòng)變阻器最大阻值兩端的電壓，根據(jù)歐姆定律求出滑動(dòng)變阻器的最大阻值．
（3）根據(jù)歐姆定律求出通過(guò)R₁的電流，再根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)求出通過(guò)R₂的電流，利用歐姆定律求出定值電阻R₂的電阻．
點(diǎn)評(píng)：本題考查了串聯(lián)電路、并聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律的應(yīng)用，關(guān)鍵是開(kāi)關(guān)閉合、斷開(kāi)時(shí)電路連接方式的辨別和電壓表所測(cè)電路元件的判斷．