Question

12．在如圖甲所示的電路中，電源電壓為9V且保持不變，電阻R₁的阻值為20Ω，滑動(dòng)變阻器R₂上標(biāo)有“40Ω 1A”字樣，閉合開(kāi)關(guān)S，當(dāng)滑動(dòng)變阻器R₂的滑片P移到某位置時(shí)，R₁兩端的電壓為8V．

（1）電流表的示數(shù)I₁為多少？
（2）滑動(dòng)變阻器R₂接入的電阻為多少？
（3）現(xiàn)把一個(gè)表盤(pán)如圖乙所示的電壓表接入電路中，要求在移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片P的過(guò)程中電壓表指針偏轉(zhuǎn)角度變化最大．
     ①為了滿(mǎn)足要求，電壓表應(yīng)接入ABCD中的哪兩點(diǎn)？電壓表選用哪一檔量程？（不用寫(xiě)出原因）
     ②求出滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值范圍．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)和歐姆定律求出求出電流表的示數(shù)；
（2）根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出R₂兩端的電壓，根據(jù)歐姆定律求出滑動(dòng)變阻器R₂接入的電阻；
（3）電壓表選擇的量程比較小時(shí)，示數(shù)變化比較大，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的電阻變化時(shí)，電壓表的示數(shù)也隨之變化，根據(jù)串聯(lián)電路電壓和電阻的規(guī)律，可求滑動(dòng)變阻器的阻值變化范圍．

解答 解：（1）因串聯(lián)電路中各處的電流相等，
所以，電流表的示數(shù)：
I₁=$\frac{{U}_{1}}{{R}_{1}}$=$\frac{8V}{20Ω}$=0.4A；                               
（2）因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，電阻R₂兩端的電壓：
U₂=U-U₁=9V-8V=1V，
滑動(dòng)變阻器R₂接入的電阻：
R₂=$\frac{{U}_{2}}{{I}_{1}}$=$\frac{1V}{0.4A}$2.5Ω；                          
（3）①當(dāng)電壓表選擇0～3V量程，并把電壓表接入CD兩點(diǎn)時(shí)，在移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片P的過(guò)程中電壓表指針偏轉(zhuǎn)變化角度最大；
②當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片移到最右端時(shí)，接入電路電阻為0；
滑動(dòng)變阻器兩端的電壓最大是3V，R₁兩端的電壓是：U₁′=U-U₂′=9V-3V=6V，
此時(shí)電路電流：I′=$\frac{{U}_{1}′}{{R}_{1}}$=$\frac{6V}{20Ω}$=0.3A，
此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻：R₂=$\frac{{U}_{2}′}{I′}$=$\frac{3V}{0.3A}$=10Ω；
所以R₂的范圍是0～10Ω．
答：（1）電流表的示數(shù)I₁為0.4A；
（2）滑動(dòng)變阻器R₂接入的電阻為2.5Ω；
（3）①電壓表應(yīng)接入CD兩點(diǎn)間，電壓表選用0～3V量程；
②出滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值范圍是0Ω～10Ω．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律的應(yīng)用，考查的知識(shí)點(diǎn)比較多，關(guān)鍵是要明白滑片移動(dòng)過(guò)程中電阻和電壓的變化，有一定的難度．