题目内容

15.某课外活动小组需要对两个定值电阻R1、R2和一只滑动变阻器R3的电阻进行测量,将这些元件连成如图所示的电路.闭合S1,断开S2,将滑动变阻器的阻值调到最大时,电流表的读数为0.2A,电压表的示数为2V;若将S1、S2都闭合,将滑动变阻器的阻值调到0时,电压表的示数为6V,电流表的示数为0.9A.求:
(1)R1的阻值是多少?
(2)滑动变阻器的最大阻值R3是多少?
(3)R2的阻值是多少?

分析 先画出两种情况的等效电路图:
(1)当闭合开关S1、断开S2时,R1与滑动变阻器的最大阻值串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流,根据欧姆定律求出定值电阻R1的阻值.
(2)当开关S1、S2都闭合,滑动变阻器的滑片调到阻值为零处时,R1、R2并联,电压表测电源的电压,根据电压表的示数可知电源的电压;因电源的电压不变,根据串联电路的电压特点求出当闭合开关S1、断开S2时,滑动变阻器最大阻值两端的电压,根据欧姆定律求出滑动变阻器的最大阻值.
(3)根据欧姆定律求出通过R1的电流,再根据并联电路的电流特点求出通过R2的电流,利用欧姆定律求出定值电阻R2的电阻.

解答 解:当闭合开关S1,断开S2,等效电路图如图1示;当将开关S1、S2都闭合,等效电路图如图2示;

(1)当闭合S1,断开S2时,此时电压表测的是电阻R1两端的电压,电流表测的是通过电阻R1的电流,
根据I=$\frac{U}{R}$可知,R1=$\frac{{U}_{1}}{I}$=$\frac{2V}{0.2A}$=10Ω;
(2)由图2可知电源的电压U=6V,由图1可知滑动变阻器最大阻值两端的电压U3=U-U1=6V-2V=4V,
根据I=$\frac{U}{R}$可知,R3=$\frac{{U}_{3}}{I}$=$\frac{4V}{0.2A}$=20Ω;
(3)由图2可得:通过R1的电流I1=$\frac{U}{{R}_{1}}$=$\frac{6V}{10Ω}$=0.6A;
根据并联电路干路电流等于各支路电流之和可知:
通过R2的电流为I2=I-I1=0.9A-0.6A=0.3A;
根据I=$\frac{U}{R}$可知:R2=$\frac{U}{{I}_{2}}$=$\frac{6V}{0.3A}$=20Ω.
答:(1)R1的阻值是10Ω;
(2)滑动变阻器的最大阻值R3是20Ω;
(3)R2的阻值是20Ω.

点评 对于此类结合电路图考查欧姆定律的题目,主要是搞清电路图的连接情况,利用欧姆定律进行求解.

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