Question

如圖1所示，電源電壓為6伏保持不變，定值電阻R₁的阻值為5歐，滑動(dòng)變阻器R₂標(biāo)有“20Ω  1Α”字樣，閉合電鍵S后，電流表示數(shù)為0.4安．求：
（1）電阻R₁兩端的電壓；
（2）此時(shí)滑動(dòng)變阻器R₂連入電路的阻值；
（3）現(xiàn)將一個(gè)表盤如圖2所示的電壓表接入電路，要求在移動(dòng)變阻器滑片P的過(guò)程中電壓表示數(shù)的變化量最大，則電壓表應(yīng)接在

 

兩點(diǎn)之間（選填：“ab或ac”、“ab或bc”或“ac或bc”）；
（4）電壓表示數(shù)的最大變化量△U_最大．

Answer 1

分析：由電路圖可知，電阻R₁與R₂串聯(lián)，電流表測(cè)電路中的電流．
（1）根據(jù)歐姆定律求出電阻R₁兩端的電壓；
（2）根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，根據(jù)歐姆定律求出滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻；
（3）由電路圖可知，電壓表接到ac兩點(diǎn)時(shí)始終測(cè)電源的電壓，示數(shù)不變，據(jù)此進(jìn)行解答；
（4）當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大時(shí)，電路中的電流最小，根據(jù)歐姆定律求出定值電阻兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出滑動(dòng)變阻器兩端的電壓；根據(jù)滑動(dòng)變阻器的銘牌可知，電路中的最大電流，根據(jù)歐姆定律求出R₁兩端的電壓，再根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出變阻器兩端的電壓，進(jìn)一步得出電壓表示數(shù)的最大變化量．

解答：解：（1）電阻R₁兩端的電壓：
U₁=IR₁=0.4A×5Ω=2V；
（2）∵串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
∴U₂=U-U₁=6V-2V=4V，
則R₂=

U2

I

=

4V

0.4A

=10Ω；
（3）∵電壓表接到ac兩點(diǎn)時(shí)始終測(cè)電源的電壓，示數(shù)不變，
∴要求在移動(dòng)變阻器滑片P的過(guò)程中電壓表示數(shù)的變化量最大，則電壓表應(yīng)接在ab或bc兩點(diǎn)之間；
（4）當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大時(shí)，電路中的電流最小，
∵串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
∴電路中的電流：
I₁=

U

R1+R2

=

6V

5Ω+20Ω

=0.24A，
R₁兩端的電壓：
U₁′=I₁R₁=0.24A×5Ω=1.2V，
滑動(dòng)變阻器兩端的電壓：
U₂′=U-U₁′=6V-1.2V=4.8V，
∵滑動(dòng)變阻器R₂標(biāo)有“20Ω  1Α”字樣，
∴電路中的最大電流I₂=1A，
此時(shí)R₁兩端的電壓：
U₁″=I₂R₁=1A×5Ω=5V，
電壓表的示數(shù)：
U₂″=U-U₁′=6V-5V=1V，
電壓表示數(shù)的變化：
△U=U₁″-U₁′=5V-1.2V=3.8V，或△U=U₂′-U₂″=4.8V-1V=3.8V，
∴電壓表示數(shù)的最大變化量△U_最大為3.8V．
答：（1）電阻R₁兩端的電壓為2V；
（2）此時(shí)滑動(dòng)變阻器R₂連入電路的阻值為10Ω；
（3）ab或bc；
（4）電壓表示數(shù)的最大變化量△U_最大為3.8V．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律的應(yīng)用，關(guān)鍵是根據(jù)電壓表接不同位置時(shí)所測(cè)電路元件的判斷．