Question

【題目】如圖所示，甲為電路的連接情況，R1=20Ω，R2為滑動變阻器，乙為R3的I﹣U圖象，電源電壓保持不變．當S1閉合，S2斷開時，若滑片P在a端，則電流表示數為0.6A；若滑片P在b端，則電壓表示數為8V．求：
①電源電壓．
②滑動變阻器R2的最大阻值．
③當S1、S2均閉合，且滑片P在a端時，求電流表的示數．

Answer 1

【答案】①當S1閉合，S2斷開時，滑片P在a端，電路為R1的簡單電路，電流表測電路中的電流，由I= 可得，電源電壓：U=IaR1=0.6A×20Ω=12V；
②當S1閉合，S2斷開時，滑片P在b端，R2接入電路的電阻最大，電壓表測R2兩端的電壓，
因串聯電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，R1兩端的電壓：U1=U﹣U2=12V﹣8V=4V，
因串聯電路中各處的電流相等，
所以，電路中的電流：
Ib= = ，即 = ，
解得：R2=40Ω；
③當S1、S2均閉合，且滑片P在a端時，R1與R3并聯，電流表測干路電流，
由圖乙可知，當R3兩端的電壓U3=6V時，通過的電流I3=0.3A，
則R3的阻值：
R3= = =20Ω，
因并聯電路中總電阻的倒數等于各分電阻倒數之和，
所以，電路中的總電阻：
R= = =10Ω，
干路電流表的示數：
I= = =1.2A．
答：①電源電壓為12V；②滑動變阻器R2的最大阻值為40Ω；③當S1、S2均閉合，且滑片P在a端時，電流表的示數為1.2A．
【解析】①當S1閉合，S2斷開時，滑片P在a端，變阻器接入電路中的電阻為零，電路為R1的簡單電路，電流表測電路中的電流，根據歐姆定律求出電源的電壓；②當S1閉合，S2斷開時，滑片P在b端，接入電路中的電阻最大，電壓表測R2兩端的電壓，根據串聯電路的電壓特點求出R1兩端的電壓，根據串聯電路的電流特點和歐姆定律得出等式即可求出滑動變阻器R2的最大阻值；③根據圖乙讀出任意一組電流和電壓值，根據歐姆定律求出R3的阻值，當S1、S2均閉合，且滑片P在a端時，R1與R3并聯，電流表測干路電流，根據電阻的并聯求出電路中的總電阻，利用歐姆定律求出干路電流．