Question

在如图所示的电路中，电源电压保持不变．电路中滑动变阻器上标有“20Ω 2A”字样，电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～3V，电阻R₁的阻值为4Ω．当滑片在滑动变阻器的最右端a点时，闭合电键，电压表的示数为1.5V，求：
（1）通过电阻R₁的电流．
（2）电源电压．
（3）为了保证电路能正常工作及各电表不致损坏，滑动变阻器的取值范围．

Answer 1

分析：（1）电阻R₁和滑动变阻器串联在电路中，电压表测电阻R₁的电压根据欧姆定律可计算通过电阻R₁的电流．
（2）当滑片在滑动变阻器的最右端a点时，滑动变阻器接入电路的为最大电阻．根据串联电路总电阻为各分电阻之和结合欧姆定律可计算电源电压．
（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．

解答：解：（1）I₁=

U1

R1

=

1.5V

4Ω

=0.375A；
（2）电源电压：
U=I₁（R₁+R₂）=0.375A×（4Ω+20Ω）=9V；
（3）按要求：I≤0.6A，
当I=0.6A，
U₁=IR₁=0.6A×4Ω=2.4V，电压表不会超出量程，
R₂′=

U-U1

I

=

9V-2.4V

0.6A

=11Ω，
∴滑动变阻器连入电阻范围：11Ω～20Ω．
答：（1）通过电阻R₁的电为0.375A．
（2）电源电压为9V．
（3）滑动变阻器的取值范围应为11～20欧．

点评：学生要牢固掌握欧姆定律，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有关物理量．