Question

如图甲是扬州中考体育考试选测项目之一坐位体前屈测试仪，测试者向前推动的滑块实际上是滑动变阻器，滑块被推动的距离越大，滑动变阻器连入电路的电阻值越大，仪器的示数就越大．图乙是其简化原理图，则

 

（电流表/电压表/两种电表）的示数反映被测者成绩．若该电路电源电压为6V且保持不变，电压表量程为0～3V，电流表量程为0～0.6A，滑动变阻器铭牌标有“50Ω 3A”字样，定值电阻标有“10Ω  0.5A”字样，则在保证电路各元件安全的情况下，滑动变阻器连人电路中的阻值变化范围为

 

Ω，电路总功率的最大值为

 

W．小明只将上述定值电阻与滑动变阻器并联在另外一电路中，在保证电路安全的情况下，则此时干路上允许通过的最大电流为

 

A．

Answer 1

分析：（1）识别电路，然后根据压力的改变，判断滑动变阻器接入电路的阻值的变化，再根据欧姆定律判断电压表和电流表示数的变化．
（2）根据电流表的最大示数和定值电阻运动通过的最大电流确定电路中的最大电流，利用欧姆定律求出电路的最小电阻，利用串联电路的电阻特点求出滑动变阻器接入电路的最小值；根据串联电路电阻的分压特点可知滑动变阻器接入电路的电阻最大时两端的电压为3V，根据串联电路的电压特点求出定值电阻两端的电压，利用欧姆定律求出电路中的电流，再利用欧姆定律求出滑动变阻器R₂接入电路的最大值，即可得出滑动变阻器接入电路的阻值范围．
（3）根据电路中的最大电流和P=UI即可求出电路中总功率的最大值．
（4）根据并联电路中，干路电流等于各支路电流之和即可求出干路中允许通过的最大电流．

解答：解：（1）电路根据电路图可知，滑动变阻器与定值电阻串联，电压表测量变阻器两端的电压，当滑片向右滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻增大，串联电路起分压作用，所以变阻器分得的电压变大，电压表的示数变大，电流表的示数变小，故电压表的示数反应被测者的成绩；
（2）∵定值电阻允许的最大电流为0.5A，电流表的量程为0.6A，
∴电路中的最大电流为I_max=0.5A，
此时电路中的总电阻：
R_总=

U

Imax

=

6V

0.5A

=12Ω，
∵串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
∴滑动变阻器接入电路中的最小值：
R_min=R_总-R₁=12Ω-10Ω=2Ω，
当电压表的示数为3V时，定值电阻两端电压：U_R1min=U-U_滑=6V-3V=3V，
电路中的电流：
I_min=

UR1min

R1

=

3V

10Ω

=0.3A，
滑动变阻器接入电路中的最大阻值：
R_max=

Umax

Imin

=

3V

0.3A

=10Ω，
故滑动变阻器R₂接入电路的阻值范围为2Ω～10Ω．
（3）电路中总功率的最大值：P=UI_max=6V×0.5A=3W；
（4）将定值电阻与滑动变阻器并联在另外一电路中时，当通过定值电阻与滑动变阻器的电流都为最大时，干路上的电流最大，即I_干max=3A+0.5A=3.5A．
故答案为：电压表；2Ω～10Ω；3；3.5．

点评：本题考查了串并联电路的特点、欧姆定律、功率的计算公式的应用，关键是确定电路中的最大电流和最小电流，容易出错的地方是电路中最大电流的确定．