Question

在如图所示的电路中，电阻R₁的阻值为5欧，滑动变阻器上标有“20欧 2安”，电源电压为9伏且不变．保持电流表的量程（0～0.6安）和电压表的量程（0～3伏）不变，闭合电键S，求：
（1）电流表的最小示数．
（2）如果将滑动变阻器的滑片移至中点，电压表的示数．
（3）滑动变阻器的阻值变化范围．

Answer 1

解：（1）当滑片在最右端时，电路中的电流最小，此时电路的总电阻：R=R₁+R₂=5Ω+20Ω=25Ω，
故电流表的最小示数：I===0.36A；
（2）当滑片在滑动变阻器的中点时，
总电阻：R′=R₁+R₂=5Ω+×20Ω=15Ω，
电路中的电流：I′===0.6A，
电压表的示数：U₁=I₁R₁=0.6A×5Ω=3V；
（3）当I=0.6A，电压表的示数：U₁=IR₁=0.6A×5Ω=3V，没有超出电压表的量程，则滑动变阻器接入电路的最小电阻
R₂′===10Ω，
∴滑动变阻器连入电阻范围：10Ω～20Ω．
答：（1）电流表的最小示数为0.36A．
（2）如果将滑动变阻器的滑片移至中点，电压表的示数为3V．
（3）滑动变阻器的阻值变化范围：10Ω～20Ω．
分析：（1）电阻R₁和滑动变阻器串联在电路中，当滑动变阻器滑片移至阻值最大处时，电路中电流最小，即电流表示数最小；
（2）当滑片在滑动变阻器的中点时，先求出总电阻，然后根据电源电源和总电阻求出电路中的电流，最后利用U=IR求出电阻R₁两端电压，即电压表的示数；
（3）当滑动变阻器的电阻全连入时，电路中的电流最小；当滑动变阻器连入的电阻减小时，电路中的电流增大；根据电流表的量程可知电路允许通过的最大电流为0.6A，求出此时滑动变阻器连入的电阻值得出滑动变阻器的取值范围．
点评：牢固掌握欧姆定律，并能结合串联电路的电流和电压规律灵活运用欧姆定律计算相关的物理量．