Question

如圖所示：電源電壓為30伏且保持不變，R為30歐姆的定值電阻，滑動(dòng)變阻器的最大值為50歐姆，電壓表的量程0--15伏，電流表的量程為0--0.6安培．求：
（1）電路中的電流強(qiáng)度．
（2）為了使電壓表不燒壞，PA段的電阻最大為多少？
（3）若BC導(dǎo)線斷了，用另一根導(dǎo)線把DC連接起來，為了使兩表均不損壞，求滑動(dòng)變阻器的變化范圍．

Answer 1

【答案】分析：由電路圖可知，電阻R與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，滑動(dòng)變阻器阻值全部接入電路，電流表測電路電流，電壓表測滑動(dòng)變阻器左邊PA段電壓；
（1）由串聯(lián)電路特點(diǎn)及歐姆定律可以求出電路電流；
（2）電壓表量程是0～15V，PA段最大電壓是15V，由歐姆定律可以求出PA段的阻值；
（3）電路最大電流是電流表的最大示數(shù)0.6A，此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值最小，由歐姆定律求出電路的總阻值，然后由串聯(lián)電路的特點(diǎn)求出滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值；當(dāng)電壓表示數(shù)為15V時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值最大，由串聯(lián)電路特點(diǎn)求出定值電阻兩端的電壓，由歐姆定律求出電路電流，然后由歐姆定律求出滑動(dòng)變阻器接入電路的最大阻值；根據(jù)滑動(dòng)變阻器接入電路的最大值與最小值確定滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值范圍．
解答：解：（1）電路電流I===0.375A；
答：電路電流是0.375A．
（2）電壓表量程是0～15V，當(dāng)電壓表示數(shù)是為15V時(shí)，
PA段的電阻最大，為R_PA===40Ω；
答：為了使電壓表不燒壞，PA段的電阻最大為40Ω．
（3）①當(dāng)電路電流等于電流表最大值0.6A時(shí)，
滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值最小，
此時(shí)電路總電阻R_總===50Ω，
滑動(dòng)變阻器接入電路的最小阻值R_滑最小=R_總-R=50Ω-30Ω=20Ω；
②當(dāng)滑動(dòng)變阻器電壓等于電壓表最大示數(shù)15V時(shí)，
滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值最大，電阻R兩端的電壓
U_R=U-U_滑=30V-15V=15V，電路電流I′===0.5A，
此時(shí)和變阻器接入電路的最大阻值R_滑最大===30Ω；
由此可見，為了使兩表均不損壞，滑動(dòng)變阻器的變化范圍是20Ω≤R_滑≤30Ω；
答：為了使兩表均不損壞，求滑動(dòng)變阻器的變化范圍20Ω～30Ω．
點(diǎn)評：本題考查了求電路電流及電阻阻值等問題，分析清楚電路結(jié)構(gòu)、熟練應(yīng)用串聯(lián)電路特點(diǎn)、歐姆定律是正確解題的關(guān)鍵；本題最后一問有一定難度，能根據(jù)電表的最大值確定滑動(dòng)變阻器可連入電路的阻值范圍是解題的關(guān)鍵．