Question

17．如圖甲是中考體育考試選測(cè)項(xiàng)目之一坐位體前屈測(cè)試儀，測(cè)試者向前推動(dòng)的滑塊實(shí)際上是滑動(dòng)變阻器，滑塊被推動(dòng)的距離越大，滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻值越大，儀器的示數(shù)就越大．圖乙是其簡(jiǎn)化原理圖，則甲（甲或乙） 表的示數(shù)反映被測(cè)者成績(jī)．若該電路電源電壓為6V且保持不變，電壓表量程為0～3V，電流表量程為0～0.6A，滑動(dòng)變阻器銘牌標(biāo)有“50Ω 1A”字樣，定值電阻標(biāo)有“10Ω 0.5A”字樣，則在保證電路各元件安全的情況下，滑動(dòng)變阻器連入電路中的阻值變化范圍為2Ω～10Ω，電路總功率的最大值為3W．

Answer 1

分析 由電路圖可知，甲與R₁并聯(lián)應(yīng)為電壓表，乙串聯(lián)在電路中應(yīng)為電流表，R₁與R₂串聯(lián)．
（1）變阻器連入電路的阻值越大時(shí)電路中總電阻越大，根據(jù)歐姆定律可知電路中電路的變化和R₂兩端的電壓變化，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可知電壓表示數(shù)的變化，然后確定儀器的類型；
（2）根據(jù)電流表的最大示數(shù)和定值電阻允許通過的最大電流確定電路中的最大電流，利用歐姆定律求出電路的最小電阻，利用串聯(lián)電路的電阻特點(diǎn)求出滑動(dòng)變阻器接入電路的最小值；根據(jù)串聯(lián)電路電阻的分壓特點(diǎn)可知滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻最大時(shí)兩端的電壓為3V，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出定值電阻兩端的電壓，利用歐姆定律求出電路中的電流，再利用歐姆定律求出滑動(dòng)變阻器R₂接入電路的最大值，即可得出滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值范圍；
（3）根據(jù)電路中的最大電流和P=UI即可求出電路中總功率的最大值．

解答 解：由電路圖可知，甲與R₁并聯(lián)應(yīng)為電壓表，乙串聯(lián)在電路中應(yīng)為電流表，R₁與R₂串聯(lián)．
（1）變阻器連入電路的阻值越大時(shí)，電路中總電阻越大，
由I=$\frac{U}{R}$可知，電路中的電流變小，即電流表的示數(shù)變小，
由U=IR可知，R₂兩端的電壓變小，
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，R₁兩端的電壓變大，即電壓表的示數(shù)變大，
因此時(shí)儀器的示數(shù)越大，
所以，甲電壓表示數(shù)反映測(cè)試成績(jī)；
（2）因定值電阻允許的最大電流為0.5A，電流表的量程為0.6A，
所以，電路中的最大電流為I_max=0.5A，
此時(shí)電路中的總電阻：
R_總=$\frac{U}{{I}_{max}}$=$\frac{6V}{0.5A}$=12Ω，
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，滑動(dòng)變阻器接入電路中的最小值：
R_min=R_總-R₁=12Ω-10Ω=2Ω，
當(dāng)電壓表的示數(shù)為3V時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大，此時(shí)定值電阻兩端電壓：
U_R1min=U-U_滑=6V-3V=3V，
電路中的電流：
I_min=$\frac{{U}_{R1min}}{{R}_{1}}$=$\frac{3V}{10Ω}$=0.3A，
滑動(dòng)變阻器接入電路中的最大阻值：
R_max=$\frac{Umax}{{I}_{min}}$=$\frac{3V}{0.3A}$=10Ω，
故滑動(dòng)變阻器R₂接入電路的阻值范圍為2Ω～10Ω；
（3）電路中總功率的最大值：P=UI_max=6V×0.5A=3W．
故答案為：甲；2Ω～10；3．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了串并聯(lián)電路的特點(diǎn)、歐姆定律、功率的計(jì)算公式的應(yīng)用，關(guān)鍵是確定電路中的最大電流和最小電流，容易出錯(cuò)的地方是電路中最大電流的確定．