Question

19．如图所示，电源电压为6V且保持不变，滑动变阻器R铭牌上标有“1A  20Ω”字样，电阻R₀=10Ω，电流表量程是0～0.6A，电压表量程是0～3V．
（1）滑动变阻器铭牌上标有的“1A  20Ω”表示的意思是什么？
（2）当滑动变阻器滑片处在最右端时，求电流表和电压表读数；
（3）为了保证各电路元件安全，求R接入电路中的阻值范围．

Answer 1

分析 由电路图可知，R与R₀串联，电压表测R₀两端的电压，电流表测电路中的电流．
（1）滑动变阻器铭牌上标的是变阻器允许通过的最大电流和最大电阻值．
（2）当滑动变阻器滑片处在最右端时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，电路中的电流最小，根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流，利用欧姆定律求出电阻R₀两端的电压；
（3）当电压表的示数最大时电路中的电流最大，根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出电路中的电流，根据欧姆定律求出电路中的总电阻，利用电阻的串联求出滑动变阻器R接入电路的最小阻值．

解答 解：（1）滑动变阻器铭牌上标有的“1A  20Ω”表示的意思是允许通过的最大电流是1A，最大电阻是20Ω．
（2）当滑动变阻器滑片处在最右端时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，则R=20Ω，
所以电流表示数为I=$\frac{U}{{R}_{0}+R}$=$\frac{6V}{10Ω+20Ω}$=0.2A；，
由I=$\frac{U}{R}$可得：电压表示数为U₀=IR₀=0.2A×10Ω=2V；            
（3）） 由于电压表量程是0～3V，所以当电压表的示数U₁为3V时电路中的电流最大；
则通过R₀的电流是I₁=$\frac{{U}_{1}}{{R}_{0}}$=$\frac{3V}{10Ω}$=0.3A，
根据串联电路的总电压等于各电阻两端的电压之和可知：
此时滑动变阻器两端的最小电压为U_滑=U-U₁=6V-3V=3V，
为保证各电路元件安全，由I=$\frac{U}{R}$可得：
允许滑动变阻器R接入电路中的最小电阻为：R_最小=$\frac{{U}_{滑}}{{I}_{1}}$=$\frac{3V}{0.3A}$=10Ω；                                        
所以R接入电路中的阻值范围是10Ω～20Ω．
答：（1）滑动变阻器铭牌上标有的“1A  20Ω”表示的意思是允许通过的最大电流是1A，最大电阻是20Ω．
（2）当滑动变阻器滑片处在最右端时，电流表和电压表读数分别为0.2A、2V；
（3）为了保证各电路元件安全，R接入电路中的阻值范围是10Ω～20Ω．

点评 本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用，关键是电路中最大电流和最小电流的确定．