在图中所示的电路中,电阻R1=30欧,滑动变阻器R2标有“100Ω?2A”字样,电流表的量程为0~0.6安,电压表的量程为0~15伏.闭合电键S后,移动滑动变阻器的滑片处于某一位置时,电压表的示数为9伏,电流表的示数为0.5安.
求:(1)此时滑动变阻器R2接入电路的阻值;
(2)电源电压;
(3)为了保证两个电表都能正常工作,滑动变阻器R2接入电路的阻值范围.
网友回答
解:由电路图可知,R1与R2串联,电流表测电路中的电流,电压表测R2两端的电压.
(1)根据欧姆定律可得:
R2===18Ω;
(2)电阻R1两端的电压:
U1=I1R1=0.5A×30Ω=15V,
∵串联电路中的总电压等于各分电压之和,
∴电源的电压:
U=U1+U2=15V+9V=24V;
(3)当电流表的示数为0.6A时滑动变阻器接入电路的电阻最小,此时电路中的总电阻:
R===40Ω,
∵串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
∴滑动变阻器接入电路中的最小值:
R2min=R-R1=40Ω-30Ω=10Ω,
当电压表的示数为15V时滑动变阻器接入电路中的电阻最大,此时R1两端的电压:
U1min=U-U2max=24V-15V=9V,
电路中的电流:
Imin===0.3A,
滑动变阻器接入电路中的最大阻值:
R2max===50Ω,
故滑动变阻器R2接入电路的阻值范围为10Ω~50Ω.
答:(1)此时滑动变阻器R2接入电路的阻值为18Ω;
(2)电源电压为24V;
(3)为了保证两个电表都能正常工作,滑动变阻器R2接入电路的阻值范围为10Ω~50Ω.
解析分析:由电路图可知,R1与R2串联,电流表测电路中的电流,电压表测R2两端的电压.
(1)根据欧姆定律求出此时滑动变阻器R2接入电路的阻值;
(2)根据欧姆定律求出电阻R1两端的电压,利用串联电路的电压特点求出电源的电压;
(3)当电流表的示数为0.6A时滑动变阻器接入电路的电阻最小,根据欧姆定律求出电路中的总电阻,再根据电阻的串联求出其大小;当电压表的示数为15V时滑动变阻器接入电路中的电阻最大,根据串联电路的电压特点求出定值电阻两端的电压,利用欧姆定律求出电路中的电流,再利用欧姆定律求出滑动变阻器R2接入电路的最大值,即可得出R2接入电路的阻值范围.
点评:本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的灵活应用,关键是知道电流表的示数最大时滑动变阻器接入电路中的电阻最小、当电压表的示数最大时滑动变阻器接入电路中的电阻最大.