Question

19．在高速公路的發(fā)展中，路面的損壞也不容忽視，主要原因是貨車的超載引起，為此，交通部門在有關路面設立了起載測試儀，如圖為其簡圖．分析其電路，可知：當汽車駛入測試儀器面面板時，下方的彈簧被壓縮，推動滑片向下運動．其中電阻R₂的作用是保護電流表．R₁是最大阻值為20歐的滑動變阻器，R₂是阻值為20歐的定值電阻，當無車輛駛入時，R₁的滑片在最高處，此時電流表示數(shù)為0.3A，求：
（1）電源電壓；
（2）當一輛總質(zhì)量為10噸的貨車剛好使滑片滑到中點，則電流表示數(shù)為多少？

Answer 1

分析 由電路圖可知，如果沒有R₂，當汽車嚴重超載時會使R₁的滑片在最低處，電阻絲接入電路的電阻過小，電路中電流過大可能燒壞電流表；
（1）由電路圖可知，當R₁的滑片在最低處時電路為R₂的簡單電路，根據(jù)歐姆定律求出電源的電壓；
（2）當一輛總質(zhì)量為10噸的貨車剛好使滑片滑到中點，求出R₁連入電路的電阻，根據(jù)串聯(lián)電路的電阻規(guī)律和歐姆定律可求出電路中的電流．

解答 解：如果沒有R₂，當汽車嚴重超載時會使R₁的滑片在最低處，電阻絲接入電路的電阻過小，電路中電流過大可能燒壞電流表；所以，電阻R₂的作用是保護電流表；
（1）當無車輛駛入時，R₁的滑片在最高處，R₁連入電路的阻值為0歐，電路為R₂的簡單電路，
由I=$\frac{U}{R}$得：
電源電壓U=IR₂=0.3A×20Ω=6V；                                        
（2）當一輛總質(zhì)量為10噸的貨車剛好使滑片滑到中點，R₁、R₂串聯(lián)，
R₁′=$\frac{1}{2}$×R₁=$\frac{1}{2}$×20Ω=10Ω，
則總電阻：R=R₁′+R₂=10Ω+20Ω=30Ω，
此時電路中的電流：I′=$\frac{U}{R}$=$\frac{6V}{30Ω}$=0.2A．
答：保護電流表；
（1）電源電壓為6V；
（2）電流表示數(shù)為0.2A；

點評 本題考查了串聯(lián)電路的特點和歐姆定律的應用；關鍵是對于電路中的電表，要保證其安全使用．