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在图示的电路中,电源电压为30V,电阻R=30Ω,滑动变阻器的最大阻值为50Ω.(1)滑动变阻器的滑片P由a端滑到b端的过程,电压表的最大读数是多少?(2)若改用电压表的量程为0~15V,要使
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(1)滑动变阻器的滑片P由a端滑到b端的过程,电压表的最大读数是多少?
(2)若改用电压表的量程为0~15V,要使它接在电路中不烧坏,滑动变阻器的滑片P只能在阻值多大的范围内滑动?
(3)若把一只量程为0~0.6A的电流表接在图甲中的C、D两点上,如图乙所示,为了不损坏电流表和电压表,滑动变阻器的滑片P只有在阻值多大范围内滑动?
▼优质解答
答案和解析
(1)由电路图可知,R与R0的最大阻值串联,电压表测滑片P左侧部分电阻两端的电压,
当滑片P位于b端时电压表的示数最大,
∵串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
∴电路中的电流:
I=
=
=0.375A,
电压表的最大示数:
U0max=IR0=0.375A×50Ω=18.75V;
(2)电压表的量程为0~15V,要使电压表不烧坏,
则当电压表的示数为15V时,滑片P左侧部分的电阻最大为:
R0左=
=
=40Ω,
∴滑片P移动的范围为0~40Ω;
(3)由电路图可知,定值电阻R与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流,
当电流表的示数Imax=0.6A时,滑动变阻器接入电路中的电阻最小,
电路中的总电阻:
R总=
=
=50Ω,
∵串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
∴R0min=R总-R=50Ω-30Ω=20Ω;
当电压表的示数U0=15V时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,
∵串联电路中总电压等于各分电压之和,
∴R两端的电压:
UR=U-U0=30V-15V=15V,
∵串联电路中各处的电流相等,
∴
=
,即
=
,
解得:R0max=30Ω,
∴滑动变阻器接入电路中的最大阻值为20Ω~30Ω.
答:(1)滑动变阻器的滑片P由a端滑到b端的过程,电压表的最大读数是18.75V;
(2)若改用电压表的量程为0~15V,要使它接在电路中不烧坏,滑动变阻器的滑片P只能在阻值0~40Ω的范围内滑动;
(3)如图乙所示,为了不损坏电流表和电压表,滑动变阻器的滑片P只有在阻值20Ω~30Ω范围内滑动.
当滑片P位于b端时电压表的示数最大,
∵串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
∴电路中的电流:
I=
U |
R+R0 |
30V |
30Ω+50Ω |
电压表的最大示数:
U0max=IR0=0.375A×50Ω=18.75V;
(2)电压表的量程为0~15V,要使电压表不烧坏,
则当电压表的示数为15V时,滑片P左侧部分的电阻最大为:
R0左=
U0 |
I |
15V |
0.375A |
∴滑片P移动的范围为0~40Ω;
(3)由电路图可知,定值电阻R与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流,
当电流表的示数Imax=0.6A时,滑动变阻器接入电路中的电阻最小,
电路中的总电阻:
R总=
U |
Imax |
30V |
0.6A |
∵串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
∴R0min=R总-R=50Ω-30Ω=20Ω;
当电压表的示数U0=15V时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,
∵串联电路中总电压等于各分电压之和,
∴R两端的电压:
UR=U-U0=30V-15V=15V,
∵串联电路中各处的电流相等,
∴
UR |
R |
U0 |
R0max |
15V |
30Ω |
15V |
R0max |
解得:R0max=30Ω,
∴滑动变阻器接入电路中的最大阻值为20Ω~30Ω.
答:(1)滑动变阻器的滑片P由a端滑到b端的过程,电压表的最大读数是18.75V;
(2)若改用电压表的量程为0~15V,要使它接在电路中不烧坏,滑动变阻器的滑片P只能在阻值0~40Ω的范围内滑动;
(3)如图乙所示,为了不损坏电流表和电压表,滑动变阻器的滑片P只有在阻值20Ω~30Ω范围内滑动.
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