Question

6．如圖1所示，電源電壓保持不變，R₁=10Ω．當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)S，滑動(dòng)變阻器滑片P從a端移到b端，兩電表示數(shù)變化關(guān)系用圖線(xiàn)段AB表示（圖2）．求：

（1）電源電壓
（2）R₂的最大阻值是多少？
（3）滑片P滑到ab中點(diǎn)時(shí)電壓表的示數(shù)．

Answer 1

分析 （1）由電路圖可知，當(dāng)滑片位于b端時(shí)，電路為R₁的簡(jiǎn)單電路，電流表測(cè)電路中的電流，此時(shí)電路中的電流最大，根據(jù)圖2讀出電路中的最大電流，根據(jù)歐姆定律求出電源的電壓；
（2）當(dāng)滑片位于a端時(shí)，接入電路中的電阻最大，此時(shí)電路中的電流最小，根據(jù)圖2讀出電路中的最小電流，根據(jù)歐姆定律求出電路中的總電阻，利用電阻的串聯(lián)求出R₂的最大阻值；
（3）根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出滑片P滑到ab中點(diǎn)時(shí)電路中的電流，再根據(jù)歐姆定律求出變阻器兩端的電壓，即為電壓表的示數(shù)．

解答 解：（1）由電路圖可知，當(dāng)滑片位于b端時(shí)，電路為R₁的簡(jiǎn)單電路，電流表測(cè)電路中電流，此時(shí)電路中電流最大，由圖2可知，電路中的最大電流I_大=0.6A，
由I=$\frac{U}{R}$可得，電源的電壓：
U=I_大R₁=0.6A×10Ω=6V；
（2）當(dāng)滑片位于a端時(shí)，接入電路中的電阻最大，此時(shí)電路中的電流最小，
由圖2可知，電路中的最小電流I_小=0.2A，
此時(shí)電路中的總電阻：
R=$\frac{U}{{I}_{小}}$=$\frac{6V}{0.2A}$=30Ω，
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，R₂的最大阻值：
R₂=R-R₁=30Ω-10Ω=20Ω；
（3）滑片P滑到ab中點(diǎn)時(shí)，電路中的電流：
I=$\frac{U}{{R}_{1}+\frac{{R}_{2}}{2}}$=$\frac{6V}{10Ω+\frac{20Ω}{2}}$=0.3A，
電壓表的示數(shù)：
U_變=I×$\frac{{R}_{2}}{2}$=0.3A×$\frac{20Ω}{2}$=3V．
答：（1）（1）電源電壓為6V；
（2）R₂的最大阻值是20Ω；
（3）滑片P滑到ab中點(diǎn)時(shí)電壓表的示數(shù)為3V．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律的應(yīng)用，從圖象中獲取有用的信息是關(guān)鍵．