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在图(a)所示的电路中,电阻R1的阻值为10欧,滑动变阻器R2上标有“20Ω2A”的字样,所用电表规格如图(b)所示.①若电源电压为3伏,闭合电键S后,移动变阻器的滑片P,当电流表示数为
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在图(a)所示的电路中,电阻R1的阻值为10欧,滑动变阻器R2上标有“20Ω 2A”的字样,所用电表规格如图(b)所示.
![](http://hiphotos.baidu.com/zhidao/pic/item/4034970a304e251fc1bdb179a486c9177e3e53ec.jpg)
①若电源电压为3伏,闭合电键S后,移动变阻器的滑片P,当电流表示数为0.1安时,求电压表的示数U2.
②若电源电压可变,但该电源电压需满足如下要求:在此电路中选择合适的电表量程后,移动变阻器的滑片P,能使两电表的指针分别达到满刻度,且不损坏电路元件.
(a) 应选择:电流表的量程为______安,电压表的量程为______伏;
(b) 能满足要求的电源电压的范围为______伏;
(c) 求在该电源电压范围下,变阻器R2连入电路中所能达到的最大阻值.
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①若电源电压为3伏,闭合电键S后,移动变阻器的滑片P,当电流表示数为0.1安时,求电压表的示数U2.
②若电源电压可变,但该电源电压需满足如下要求:在此电路中选择合适的电表量程后,移动变阻器的滑片P,能使两电表的指针分别达到满刻度,且不损坏电路元件.
(a) 应选择:电流表的量程为______安,电压表的量程为______伏;
(b) 能满足要求的电源电压的范围为______伏;
(c) 求在该电源电压范围下,变阻器R2连入电路中所能达到的最大阻值.
▼优质解答
答案和解析
由电路图可知,电阻R1与滑动变阻器R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流;
①根据欧姆定律可得,当电流表示数为0.1安时R1两端的电压:
U1=I1R1=0.1A×10Ω=1V,
∵串联电路中总电压等于各分电压之和,
∴电压表的示数:
U2=U-U1=3V-1V=2V;
②(a)∵滑动变阻器允许通过的最大电流为2A<3A,
∴要使电流表的指针能达到满刻度,只能选0~0.6A的量程;
当电路中的电流为0.6A时,滑动变阻器两端的最大电压:
U滑=0.6A×20Ω=12V<15V,
∴要使电压表的指针能达到满刻度,只能选0~3V的量程;
(b)当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时,电流表的示数达到0.6A时电源的电压最小,
能满足要求的最小电源电压:
Umin=ImaxR1=0.6A×10Ω=6V,
当电压表和电流表的指针同时达到满刻度时电源的电压最大,
能满足要求的最大电源电压:
Umax=ImaxR1+U2max=0.6A×10Ω+3V=9V,
∴能满足要求的电源电压的范围为6~9V;
(c)∵串联电路中电阻越大分得的电压越大,
∴当电压表的示数为3V时,滑动变阻器接入电路的电阻最大,
根据串联电路的特点和欧姆定律可得:
=
,即
=
,
R滑=
,
当电源的电压U=6V时,滑动变阻器接入电路的电阻最大,
R滑=
=10Ω.
答:①若电源电压为3伏,闭合电键S后,移动变阻器的滑片P,当电流表示数为0.1安时,电压表的示数为2V;
②(a)0~0.6;0~3;
(b)6~9;
(c)在该电源电压范围下,变阻器R2连入电路中所能达到的最大阻值为10Ω.
①根据欧姆定律可得,当电流表示数为0.1安时R1两端的电压:
U1=I1R1=0.1A×10Ω=1V,
∵串联电路中总电压等于各分电压之和,
∴电压表的示数:
U2=U-U1=3V-1V=2V;
②(a)∵滑动变阻器允许通过的最大电流为2A<3A,
∴要使电流表的指针能达到满刻度,只能选0~0.6A的量程;
当电路中的电流为0.6A时,滑动变阻器两端的最大电压:
U滑=0.6A×20Ω=12V<15V,
∴要使电压表的指针能达到满刻度,只能选0~3V的量程;
(b)当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时,电流表的示数达到0.6A时电源的电压最小,
能满足要求的最小电源电压:
Umin=ImaxR1=0.6A×10Ω=6V,
当电压表和电流表的指针同时达到满刻度时电源的电压最大,
能满足要求的最大电源电压:
Umax=ImaxR1+U2max=0.6A×10Ω+3V=9V,
∴能满足要求的电源电压的范围为6~9V;
(c)∵串联电路中电阻越大分得的电压越大,
∴当电压表的示数为3V时,滑动变阻器接入电路的电阻最大,
根据串联电路的特点和欧姆定律可得:
U′滑 |
R滑 |
U−U′滑 |
R1 |
3V |
R滑 |
U−3V |
10Ω |
R滑=
3V×10Ω |
U−3V |
当电源的电压U=6V时,滑动变阻器接入电路的电阻最大,
R滑=
3V×10Ω |
6V−3V |
答:①若电源电压为3伏,闭合电键S后,移动变阻器的滑片P,当电流表示数为0.1安时,电压表的示数为2V;
②(a)0~0.6;0~3;
(b)6~9;
(c)在该电源电压范围下,变阻器R2连入电路中所能达到的最大阻值为10Ω.
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