Question

【题目】在图所示电路中，R1＝20欧，滑动变阻器R2标有“50欧，2安”字样，闭合开关S，移动变阻器滑片P至中点，电流表示数如图所示，

(1)求此时电压表示数，并请在电压表中标出量程及大小。

(2)求移动滑动变阻器滑片的过程中，滑动变阻器连入电路的最小阻值。

(3)在电压表、电流表的量程均不改变的情况下，用新的电源去替换原来的电源，要求：在移动滑动变阻器滑片的过程中，两电表分别能达到某量程的满刻度，且电路正常工作。求满足上述要求替换电源的电压(求电源电压范围)。

Answer 1

【答案】(1)8V，；(2) 4Ω;(3) 21V≤U≤27V

【解析】

(1)由图2所示电流表可知，其量程是0～0.6A，

分度值是0.02A，电流表示数I=0.32A，

滑片在中点，滑动变阻器接入电路的阻值：

R2===25Ω，

∵I=，

∴电压表示数：

U2=IR2=0.32A×25Ω=8V；

∵I=，

∴电源电压：

U=I（R1+R2）=0.32A×（20Ω+25Ω）=14.4V，

电压表示数为8V，电表应选0～15V量程，电压表量程及示数如图所示．

(2)电路最大电流等于电流表量程0.6A，电路中总电阻最小值为：

R总min===24Ω;

滑动变阻器连入电路的最小阻值

R2min= R总minR=24Ω20Ω=4Ω;

(3)当电流表满偏时电路电流I=0.6A，滑动变阻器接入电路的阻值为零时

电源电压：

U=IR1=0.6A×20Ω=12V<15V，

电压表不能达到满偏，不符合要求；

当电压表满偏滑动变阻器阻值全部接入电路时，电阻R2两端电压U2=15V，

此时电路电流：

I===0.3A，

此时对应的电源电压：

U=U1+U2=IR1+U2=0.3A×20Ω+15V=21V，

电流表与电压表都可以达到满偏，此时电源电压最小；

当电流表与电压表都达到满偏时，电源电压最大，

此时电路电流I=0.6A，电压表示数U2=15V，

此时电源电压：

U=U1+U2=0.6A×20Ω+15V=27V，

则满足要求的电源电压范围是21V≤U≤27V。

答：(1)电压表示数为8V，电压表中量程及大小图略；

(2)移动滑动变阻器滑片的过程中，滑动变阻器连入电路的最小阻值为4Ω;

(3)满足要求的电源的电压范围是21V≤U≤27V。