Question

14．如圖所示的電路中，電源電壓U=4.8V，且保持不變，電阻R₂=6Ω，變阻器R₁的最大阻值為20Ω，電流表量程為0～0.6A，電壓表量程為0～3V．為保護(hù)電表，變阻器接入電路的阻值范圍是2Ω～10Ω．

Answer 1

分析 由電路圖可知，滑動(dòng)變阻器R₁與電阻R₂串聯(lián)，電壓表測(cè)量滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，電流表測(cè)量電路總電流，電流表示數(shù)最大為0.6A，電壓表示數(shù)最大為3V，根據(jù)歐姆定律和串聯(lián)電路的特點(diǎn)分別算出對(duì)應(yīng)的滑動(dòng)變阻器的阻值．

解答 解：
由電路圖可知，滑動(dòng)變阻器R₁與電阻R₂串聯(lián)，電壓表測(cè)量滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，電流表測(cè)量電路總電流，
當(dāng)電流表示數(shù)為I₁=0.6A時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻最小，
根據(jù)歐姆定律可得，電阻R₂兩端電壓：
U₂=I₁R₂=0.6A×6Ω=3.6V，
串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，所以滑動(dòng)變阻器兩端的電壓：
U₁=U-U₂=4.8V-3.6V=1.2V，
串聯(lián)電路中各處的電流相等，所以滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻最�。�
R_min=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{1}}$=$\frac{1.2V}{0.6A}$=2Ω；
當(dāng)電壓表示數(shù)最大為U_大=3V時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻最大，
此時(shí)R₂兩端電壓：
U₂′=U-U_1max=4.8V-3V=1.8V，
電路電流為：
I₂=$\frac{{U}_{2}}{{R}_{2}}$=$\frac{1.8V}{6Ω}$=0.3A，
滑動(dòng)變阻器接入電路的最大電阻：
R_max=$\frac{{U}_{1max}}{{I}_{2}}$=$\frac{3V}{0.3A}$=10Ω，
變阻器接入電路的阻值范圍為2Ω～10Ω．
故答案為：2Ω～10Ω．

點(diǎn)評(píng) 本題考查電路的動(dòng)態(tài)分析，注意求阻值范圍時(shí)，根據(jù)電流表和電壓表的最大值進(jìn)行計(jì)算，并且會(huì)靈活運(yùn)用歐姆定律．