Question

5．如圖所示，電源電壓為9V，且保持不變，電阻R₁=14Ω，滑動(dòng)變阻器R₂的最大阻值是20Ω，電流表的量程為0-0.6A，電壓表的量程為0-3V，則當(dāng)滑片P在滑動(dòng)變阻器上滑動(dòng)時(shí)，為了保證兩只電表不被燒壞，則滑動(dòng)變阻器的取值范圍是多少？

Answer 1

分析 由電路圖可知，R₁與R₂串聯(lián)，電壓表測(cè)R₂兩端的電壓，電流表測(cè)電路中的電流．當(dāng)電流表的示數(shù)最大時(shí)變阻器接入電路中的電阻最小，根據(jù)歐姆定律求出電路中的總電阻，利用電阻的串聯(lián)求出變阻器的最小阻值；當(dāng)電壓表的示數(shù)最大時(shí)變阻器接入電路中的電阻最大，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出R₁兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)和歐姆定律得出等式即可求出變阻器接入電路中的最大阻值，然后得出答案．

解答 解：由電路圖可知，R₁與R₂串聯(lián)，電壓表測(cè)R₂兩端的電壓，電流表測(cè)電路中的電流．
當(dāng)電路中的電路I=0.6A時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最小，
由I=$\frac{U}{R}$可知，電路中的總電阻：
R=$\frac{U}{I}$=$\frac{9V}{0.6A}$=15Ω，
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阻值：
R_2小=R-R₁=15Ω-14Ω=1Ω；
當(dāng)電壓表的示數(shù)U₂=3V時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大，
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：
U₁=U-U₂=9V-3V=6V，
因串聯(lián)電路中各處的電流相等，
所以，電路中的電流：
I′=$\frac{{U}_{1}}{{R}_{1}}$=$\frac{{U}_{2}}{{R}_{2大}}$，即$\frac{6V}{14Ω}$=$\frac{3V}{{R}_{2大}}$，
解得：R_2大=7Ω，
故滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值范圍是1Ω～7Ω．
答：滑動(dòng)變阻器的取值范圍是1Ω～7Ω．

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，分清滑動(dòng)變阻器接入電路中電阻最大時(shí)對(duì)于的電表示數(shù)關(guān)系是關(guān)鍵．