Question

【題目】在圖所示電路中，R1＝20歐，滑動變阻器R2標有“50歐，2安”字樣，閉合開關S，移動變阻器滑片P至中點，電流表示數如圖所示，

(1)求此時電壓表示數，并請在電壓表中標出量程及大小。

(2)求移動滑動變阻器滑片的過程中，滑動變阻器連入電路的最小阻值。

(3)在電壓表、電流表的量程均不改變的情況下，用新的電源去替換原來的電源，要求：在移動滑動變阻器滑片的過程中，兩電表分別能達到某量程的滿刻度，且電路正常工作。求滿足上述要求替換電源的電壓(求電源電壓范圍)。

Answer 1

【答案】(1)8V，；(2) 4Ω;(3) 21V≤U≤27V

【解析】

(1)由圖2所示電流表可知，其量程是0～0.6A，

分度值是0.02A，電流表示數I=0.32A，

滑片在中點，滑動變阻器接入電路的阻值：

R2===25Ω，

∵I=，

∴電壓表示數：

U2=IR2=0.32A×25Ω=8V；

∵I=，

∴電源電壓：

U=I（R1+R2）=0.32A×（20Ω+25Ω）=14.4V，

電壓表示數為8V，電表應選0～15V量程，電壓表量程及示數如圖所示．

(2)電路最大電流等于電流表量程0.6A，電路中總電阻最小值為：

R總min===24Ω;

滑動變阻器連入電路的最小阻值

R2min= R總minR=24Ω20Ω=4Ω;

(3)當電流表滿偏時電路電流I=0.6A，滑動變阻器接入電路的阻值為零時

電源電壓：

U=IR1=0.6A×20Ω=12V<15V，

電壓表不能達到滿偏，不符合要求；

當電壓表滿偏滑動變阻器阻值全部接入電路時，電阻R2兩端電壓U2=15V，

此時電路電流：

I===0.3A，

此時對應的電源電壓：

U=U1+U2=IR1+U2=0.3A×20Ω+15V=21V，

電流表與電壓表都可以達到滿偏，此時電源電壓最小；

當電流表與電壓表都達到滿偏時，電源電壓最大，

此時電路電流I=0.6A，電壓表示數U2=15V，

此時電源電壓：

U=U1+U2=0.6A×20Ω+15V=27V，

則滿足要求的電源電壓范圍是21V≤U≤27V。

答：(1)電壓表示數為8V，電壓表中量程及大小圖略；

(2)移動滑動變阻器滑片的過程中，滑動變阻器連入電路的最小阻值為4Ω;

(3)滿足要求的電源的電壓范圍是21V≤U≤27V。