Question

6．在如圖所示電路中，電源電動(dòng)勢(shì)E=6V，內(nèi)阻r=1Ω，保護(hù)電阻R₀=3Ω，滑動(dòng)變阻器總電阻R=20Ω，閉合電鍵S．電流表內(nèi)阻不計(jì)．求：
（1）滑片滑到最下端a時(shí)，電流表示數(shù)值I
（2）在滑片P從a滑到b的過程中，保護(hù)電阻R₀兩端的最低電壓值U．

Answer 1

分析 （1）滑片滑到最下端a時(shí)，電阻R被短路，將已知的數(shù)據(jù)代入閉合電路的歐姆定律的公式即可求出電流；
（2）由電路圖可知，滑動(dòng)變阻器分為兩部分，兩部分并聯(lián)后再與保護(hù)電阻串聯(lián)，電路總電阻最大時(shí)，電流表示數(shù)最��；由歐姆定律求出保護(hù)電阻R₀兩端的最低電壓值U．

解答 解：（1）滑片滑到最下端a時(shí)，電阻R被短路，所以電路中只有R₀，電流表示數(shù)值：I=$\frac{E}{{R}_{0}+r}=\frac{6}{3+1}=1.5$A
（2）把保護(hù)電阻看做電源的內(nèi)阻，電源與保護(hù)電阻等效于電源，滑動(dòng)變阻器是外電路，當(dāng)滑片P在滑動(dòng)變阻器中央時(shí)，外電路電阻最大，此時(shí)相對(duì)于上下兩部分并聯(lián)，
為R_外=$\frac{10×10}{20}$=5Ω，由閉合電路歐姆定律可得，電路最小電流，即電流表最小示數(shù)I_min=$\frac{E}{r+{R}_{0}+{R}_{外}}$=$\frac{6}{1+3+5}=\frac{2}{3}$A；
保護(hù)電阻R₀兩端的最低電壓值U對(duì)應(yīng)電路中的最小電流，所以：U=${I}_{min}×{R}_{0}=\frac{2}{3}×3=2$V．
答：（1）滑片滑到最下端a時(shí)，電流表示數(shù)值是1.5A；
（2）在滑片P從a滑到b的過程中，保護(hù)電阻R₀兩端的最低電壓值U是2V．

點(diǎn)評(píng) 該題考查閉合電路的歐姆定律，第一問求電流比較簡(jiǎn)單，解答的關(guān)鍵是在第二問中，把電源與保護(hù)電阻等效為電源，分析外電路的最大電阻的條件，得出當(dāng)滑片P在滑動(dòng)變阻器中央時(shí)，外電路電阻最大的結(jié)論．