Question

如图所示，电源电压保持不变，电流表使用0～0.6A的量程，电压表使用0～3V的量程，定值电阻R₁=8Ω，灯泡电阻R₂=5Ω，滑动变阻器的最大阻值R₃=20Ω．

（1）开关S₁断开，S₂闭合，电流表示数为0.25A，电压表示数为2.5V，求电源的电压和滑动变阻器接入电路的电阻值；

（2）将开关S₁闭合，S₂断开，移动滑动变阻器的滑片，为了保证电流表和电压表不超过其量程，滑动变阻器接入电路的电阻值只能在什么范围内变化？

 

Answer 1

 （1）开关S₁闭合，S₂断开，R₁与变阻器串联，电压表测R₁两端的电压，电流表测电路中的电流，

由I=可得，变阻器连入电路的电阻：

R₃===10Ω，

因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，

所以，电源的电压：

U=I（R₁+R₃）=0.25A×（8Ω+10Ω）=4.5V；

（2）开关S₁断开，S₂闭合，灯与变阻器串联，

当电路中的电流为0.6A时变阻器接入电路中的电阻最小，

此时电路中的总电阻：

R===7.5Ω，

滑动变阻器接入电路中的最小阻值：

R_3小=R﹣R₂=7.5Ω﹣5Ω=2.5Ω；

当电压表的示数为3V时滑动变阻器接入电路中的电阻最大，

因串联电路中总电压等于各分电压之和，

所以，灯泡两端的电压：

U₂=U﹣U₃′=4.5V﹣3V=1.5V，

因串联电路中各处的电流相等，

所以，电路中的电流：

I′===0.3A，

变阻器接入电路中的最大阻值：

R_3大===10Ω，

变阻器的电阻变化范围是：2.5Ω～10Ω．

答：（1）电源电压是4.5V，滑动变阻器接入电路中的电阻值是10Ω．

（2）滑动变阻器接入电路中的阻值变化范围是2.5Ω～10Ω．