Question

如图1所示，电源电压为6伏保持不变，定值电阻R₁的阻值为5欧，滑动变阻器R₂标有“20Ω  1Α”字样，闭合电键S后，电流表示数为0.4安．求：
（1）电阻R₁两端的电压；
（2）此时滑动变阻器R₂连入电路的阻值；
（3）现将一个表盘如图2所示的电压表接入电路，要求在移动变阻器滑片P的过程中电压表示数的变化量最大，则电压表应接在

 

两点之间（选填：“ab或ac”、“ab或bc”或“ac或bc”）；
（4）电压表示数的最大变化量△U_最大．

Answer 1

分析：由电路图可知，电阻R₁与R₂串联，电流表测电路中的电流．
（1）根据欧姆定律求出电阻R₁两端的电压；
（2）根据串联电路的电压特点求出滑动变阻器两端的电压，根据欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的电阻；
（3）由电路图可知，电压表接到ac两点时始终测电源的电压，示数不变，据此进行解答；
（4）当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，根据欧姆定律求出定值电阻两端的电压，根据串联电路的电压特点求出滑动变阻器两端的电压；根据滑动变阻器的铭牌可知，电路中的最大电流，根据欧姆定律求出R₁两端的电压，再根据串联电路的电压特点求出变阻器两端的电压，进一步得出电压表示数的最大变化量．

解答：解：（1）电阻R₁两端的电压：
U₁=IR₁=0.4A×5Ω=2V；
（2）∵串联电路中总电压等于各分电压之和，
∴U₂=U-U₁=6V-2V=4V，
则R₂=

U2

I

=

4V

0.4A

=10Ω；
（3）∵电压表接到ac两点时始终测电源的电压，示数不变，
∴要求在移动变阻器滑片P的过程中电压表示数的变化量最大，则电压表应接在ab或bc两点之间；
（4）当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，
∵串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
∴电路中的电流：
I₁=

U

R1+R2

=

6V

5Ω+20Ω

=0.24A，
R₁两端的电压：
U₁′=I₁R₁=0.24A×5Ω=1.2V，
滑动变阻器两端的电压：
U₂′=U-U₁′=6V-1.2V=4.8V，
∵滑动变阻器R₂标有“20Ω  1Α”字样，
∴电路中的最大电流I₂=1A，
此时R₁两端的电压：
U₁″=I₂R₁=1A×5Ω=5V，
电压表的示数：
U₂″=U-U₁′=6V-5V=1V，
电压表示数的变化：
△U=U₁″-U₁′=5V-1.2V=3.8V，或△U=U₂′-U₂″=4.8V-1V=3.8V，
∴电压表示数的最大变化量△U_最大为3.8V．
答：（1）电阻R₁两端的电压为2V；
（2）此时滑动变阻器R₂连入电路的阻值为10Ω；
（3）ab或bc；
（4）电压表示数的最大变化量△U_最大为3.8V．

点评：本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用，关键是根据电压表接不同位置时所测电路元件的判断．