问题补充:
在如图1所示的电路中,电源电压为18伏保持不变,电阻R1为10欧,闭合电键S后,电流表A的示数如图2(a)所示.
①求电阻R1两端的电压U1.
②求此时滑动变阻器R2连入电路的阻值.
③现有标有“20Ω,2A”“50Ω,1A“字样的滑动变阻器可供选择,有一个表盘如图2(b)所示的电压表可接入电路.当选用标有________字样的变阻器替换R2,并把电压表接入________两点间时(选填“AB”,“CD”,“AB或CD”),在移动变阻器滑片P的过程中电压表示数的变化量△U最大.求电压表示数的最大变化量△U最大.
答案:
20Ω,2ACD
解析分析:(1)由电路图可知,R1与R2串联,电流表测电路中的电流,根据电流表的量程和分度值读出电路中的电流,利用欧姆定律求出电阻R1两端的电压;
(2)根据串联电路的电压特点求出滑动变阻器两端的电压,利用欧姆定律求出此时滑动变阻器R2连入电路的阻值;
(3)由图2(b)可知电压表的最大示数为15V,若电压表并联在AB两点间R1两端的最大电压为15V,若电压表并联在CD两点间时R1两端的最大电压可达到18V,故电压表应并联在CD两点间在移动变阻器滑片P的过程中电压表示数的变化量△U最大;当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时,R1两端的电压等于电源的电压,滑动变阻器两端的电压为0,此时电路中的电流最大,根据欧姆定律求出电路中的最大电流即可判断选取的滑动变阻器;当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电压表的示数最大,根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流,利用欧姆定律求出滑动变阻器两端的电压,进一步得出电压表的最大变化量.
解答:①由电路图可知,R1与R2串联,电流表测电路中的电流,
图2(a)中电流表的量程为0~3A,分度值为0.5A,电路中的电流I=0.8A,
根据欧姆定律可得,电阻R1两端的电压:
U1=IR1=0.8A×10Ω=8V;
②∵串联电路中总电压等于各分电压之和,
∴此时滑动变阻器两端的电压:
U2=U-U1=18V-8V=10V,
滑动变阻器R2连入电路的阻值:
R2===12.5Ω;
③由图2(b)可知电压表的最大示数为15V,若电压表并联在AB两点间R1两端的最大电压为15V,若电压表并联在CD两点间时R1两端的最大电压可达到18V,
∴电压表应并联在CD两点间在移动变阻器滑片P的过程中电压表示数的变化量△U最大;
当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时,R1两端的电压等于电源的电压,滑动变阻器两端的电压为0,此时电路中的电流最大,
Imax===1.8A>1A,
∴滑动变阻器的规格为“20Ω,2A”,
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,滑动变阻器两端的电压最大,即电压表的示数最大,
∵串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
∴电路中的最小电流:
Imin===0.6A,
电压表的最大示数:
U2′=IminR2′=0.6A×20Ω=12V,
∴△U最大=12V.
答:①求电阻R1两端的电压U1为8V;
②此时滑动变阻器R2连入电路的阻值为12.5Ω
③20Ω,2A;CD;电压表示数的最大变化量为12V.
点评:本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用以及电流表的读数,关键是根据电压表的量程判断电压表变化量最大时电压表的位置.
在如图1所示的电路中 电源电压为18伏保持不变 电阻R1为10欧 闭合电键S后 电流表A的示数如图2(a)所示.①求电阻R1两端的电压U1.②求此时滑动变阻器R2连入