Question

19．如圖所示，電源電壓為6V且保持不變，滑動變阻器R銘牌上標有“1A  20Ω”字樣，電阻R₀=10Ω，電流表量程是0～0.6A，電壓表量程是0～3V．
（1）滑動變阻器銘牌上標有的“1A  20Ω”表示的意思是什么？
（2）當滑動變阻器滑片處在最右端時，求電流表和電壓表讀數(shù)；
（3）為了保證各電路元件安全，求R接入電路中的阻值范圍．

Answer 1

分析 由電路圖可知，R與R₀串聯(lián)，電壓表測R₀兩端的電壓，電流表測電路中的電流．
（1）滑動變阻器銘牌上標的是變阻器允許通過的最大電流和最大電阻值．
（2）當滑動變阻器滑片處在最右端時，滑動變阻器接入電路中的電阻最大，電路中的電流最小，根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出電路中的電流，利用歐姆定律求出電阻R₀兩端的電壓；
（3）當電壓表的示數(shù)最大時電路中的電流最大，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點和歐姆定律求出電路中的電流，根據(jù)歐姆定律求出電路中的總電阻，利用電阻的串聯(lián)求出滑動變阻器R接入電路的最小阻值．

解答 解：（1）滑動變阻器銘牌上標有的“1A  20Ω”表示的意思是允許通過的最大電流是1A，最大電阻是20Ω．
（2）當滑動變阻器滑片處在最右端時，滑動變阻器接入電路中的電阻最大，則R=20Ω，
所以電流表示數(shù)為I=$\frac{U}{{R}_{0}+R}$=$\frac{6V}{10Ω+20Ω}$=0.2A；，
由I=$\frac{U}{R}$可得：電壓表示數(shù)為U₀=IR₀=0.2A×10Ω=2V；            
（3）） 由于電壓表量程是0～3V，所以當電壓表的示數(shù)U₁為3V時電路中的電流最大；
則通過R₀的電流是I₁=$\frac{{U}_{1}}{{R}_{0}}$=$\frac{3V}{10Ω}$=0.3A，
根據(jù)串聯(lián)電路的總電壓等于各電阻兩端的電壓之和可知：
此時滑動變阻器兩端的最小電壓為U_滑=U-U₁=6V-3V=3V，
為保證各電路元件安全，由I=$\frac{U}{R}$可得：
允許滑動變阻器R接入電路中的最小電阻為：R_最小=$\frac{{U}_{滑}}{{I}_{1}}$=$\frac{3V}{0.3A}$=10Ω；                                        
所以R接入電路中的阻值范圍是10Ω～20Ω．
答：（1）滑動變阻器銘牌上標有的“1A  20Ω”表示的意思是允許通過的最大電流是1A，最大電阻是20Ω．
（2）當滑動變阻器滑片處在最右端時，電流表和電壓表讀數(shù)分別為0.2A、2V；
（3）為了保證各電路元件安全，R接入電路中的阻值范圍是10Ω～20Ω．

點評 本題考查了串聯(lián)電路的特點和歐姆定律的應(yīng)用，關(guān)鍵是電路中最大電流和最小電流的確定．