Question

1．在圖（a）所示的電路中，R₁的阻值為10歐，滑動(dòng)變阻器R₂的規(guī)格為“100Ω  1A”閉合電鍵S，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P移動(dòng)到某一位置時(shí)，電路中的電流為0.3安．
①求電阻R₁兩端的電壓U₁．
②若電源電壓為9伏，求滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻R₂
③若在電阻R₁和R₂兩端各并聯(lián)一個(gè)電壓表，觀察到兩個(gè)電壓表的示數(shù)均如圖（b）所示．請通過計(jì)算判斷R₁和R₂兩端的電壓，并求出電源電壓U．

Answer 1

分析 ①根據(jù)歐姆定律求出電壓的大��；
②先根據(jù)串聯(lián)電路的電壓規(guī)律求出變阻器兩端的電壓，然后求出電阻；
③假設(shè)電壓表并聯(lián)在R₁ 或R₂兩端，根據(jù)R₁ 或R₂的阻值、滑動(dòng)變阻器的規(guī)格以及串聯(lián)電路分壓的特點(diǎn)可知電壓表的示數(shù)，根據(jù)電源電壓不變以及歐姆定律的應(yīng)用表示出電源電壓，聯(lián)立關(guān)系式即可求出電源電壓和R₂的規(guī)格．

解答 解：①電阻R₁兩端的電壓U₁=IR₁=0.3A×10Ω=3V；
②變阻器兩端的電壓為：U₂=U-U₁=9V-3V=6V；滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻R₂=$\frac{{U}_{2}}{I}$=$\frac{6V}{0.3A}$=20Ω；
③若U₁=3伏，已知R₁=10Ω，滑動(dòng)變阻器R₂是規(guī)格為“20Ω  2A”或“10Ω  2A”中的一個(gè)，根據(jù)串聯(lián)電路分壓的特點(diǎn)可知，U₁′=10V不可能，U₁′=2V；
U_電源=U₁+U₂=3V+$\frac{3V}{10Ω}$×$\frac{1}{2}$R₂-------①
U_電源=U₁′+U₂′=2V+$\frac{2V}{10Ω}$×R₂-------②
聯(lián)立①②可得：U_電源=6V，R₂=20Ω；
若U₂=3伏，已知R₁=10Ω，滑動(dòng)變阻器R₂是規(guī)格為“20Ω  2A”或“10Ω  2A”中的一個(gè)，根據(jù)串聯(lián)電路分壓的特點(diǎn)可知，U₁′=10V不可能，U₂′=2伏；
U_電源=U₁+U₂=$\frac{3V}{{R}_{2}}$×10Ω+3V-------③
U_電源=U₁′+U₂′=$\frac{2V}{\frac{1}{2}{R}_{2}}$×10Ω+2V-------④
聯(lián)立③④可得：U_電源=6V，R₂=10Ω．
答：①求電阻R₁兩端的電壓U₁為3V；②若電源電壓為9伏，求滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻R₂為20Ω；③電源電壓U=6V．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律、電功率的計(jì)算，關(guān)鍵是第三問中電壓表示數(shù)的判斷，是一道較難的習(xí)題．