Question

11．如圖所示，電源電壓為6V，定值電阻R₀=10Ω，電流表量程為0～0.6A，電壓表量程為0～3V，滑動變阻器R上標有“20Ω 0.5A”字樣．求：
（1）當滑動變阻器的滑片位于中點時，電流表和電壓表的示數；
（2）為了保證電路安全，滑動變阻器R接入電路的最小阻值．

Answer 1

分析 由電路圖可知，R與R₀串聯，電壓表測R₀兩端的電壓，電流表測電路中的電流．
（1）當滑動變阻器的滑片位于中點時，根據電阻的串聯和歐姆定律求出電路中電流表的示數，再根據歐姆定律求出電壓表的示數；
（2）比較電壓表的示數為3V時電路中的電流和滑動變阻器允許通過的最大電流、電流表的量程，然后得出電路中的最大電流，此時滑動變阻器接入電路中的電阻最小，然后結合（1）得出答案．

解答 解：由電路圖可知，R與R₀串聯，電壓表測R₀兩端的電壓，電流表測電路中的電流．
（1）當滑動變阻器的滑片位于中點時，
因串聯電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，電路中電流表的示數：
I=$\frac{U}{\frac{R}{2}+{R}_{0}}$=$\frac{6V}{\frac{20Ω}{2}+10Ω}$=0.3A，
電壓表的示數：
U₀=IR₀=0.3A×10Ω=3V；
（2）當電壓表的示數為3V時，電路中的電流I=0.3A＜0.5A＜0.6A，
此時電路中的電流最大，變阻器接入電路中的電阻最小，即最小為10Ω．
答：（1）當滑動變阻器的滑片位于中點時，電流表示數為0.3A，電壓表的示數為3V；
（2）為了保證電路安全，滑動變阻器R接入電路的最小阻值為10Ω．

點評 本題考查了串聯電路的特點和歐姆定律的應用，會確定電路中的最大電流是關鍵．