题目

如图所示的电路中，电源电压为6V且保持不变，滑动变阻器R1的规格为“20Ω 0.5A”，R2＝7.5Ω，R3＝15Ω，电压表V1和V2接入电路的量程均为0～3V，电流表接入电路的量程为0～0.6A。 （1） 闭合开关S和S1 ， 移动滑动变阻器R1的滑片，使电流表的示数为0.3A，求此时R1接入电路的阻值是多少Ω？ （2） 闭合开关S和S1 ， 将滑片从滑动变阻器R1的最左端移动到中点的过程中，求电流表的示数变化范围？ （3） 若电源电压大小可调，闭合开关S和S2 ， 在保证电路安全的前提下，滑动变阻器R1可接入的最大阻值是最小阻值的4倍，求此时电源电压是多少V？ 答案： 闭合开关S和S1，此时R1与R3串联，电压表V1测R1的电压，电流表测总电流。 电路的总电阻：R总= U总I总= 6V 0.3A =20Ω， 因串联电路中的总电阻等于各部分电阻之和， 所以R1接入电路的阻值：R1=R总-R3=20Ω-15Ω=5Ω； 当滑片在最左端时，变阻器R1的阻值为零，此时只有R3， 电路电流：I′= U总 R3 = 6V 15Ω =0.4A， 当滑片在中点时，电路电流：I″= U总 12 R1max+R3= 6V 12×20Ω+15Ω =0.24A， 因此电流表的变化范围是：0.24A～0.4A； 闭合开关S和S2，R1、R2串联，电流表测量电路电流； 因滑动变阻器允许通过的最大电流为0.5A，电流表量程为0～0.6A， 因此电路允许通过的最大电流为0.5A， 此时R2两端电压：U2=ImaxR2=0.5A×7.5Ω=3.75V＞3V， 因此当电压表V2示数为3V时，电路电流最大， 即Imax′= U2maxR2 = 3V 7.5Ω =0.4A， 则电源电压：U=0.4A×（R1小+7.5Ω）① 当电压表V1示数等于3V时，滑动变阻器接入电路的阻值最大， 则电路电流：Imin= U-3V R2=U-3V 7.5Ω； 因滑动变阻器R1可接入的最大阻值是最小阻值的4倍， 那么电源电压：U= U-3V 7.5Ω ×（4R1小+7.5Ω）② 联立①②可得：U=1.5V（舍去）或U=4.5V。

查看本题答案和解析