(2019·江西)如图所示,电源电压保持不变,电流表的量程为0~0.6 A,电压表的量程为0~15 V,R1=20 Ω,滑动变阻器R2的规格为“100 Ω 1 A”。
(1)闭合开关S1,断开开关S2、S3,电流表示数为0.4 A,求电源电压。
(2)闭合开关S3,断开开关S1、S2,滑动变阻器滑片置于中点位置时,电压表的示数为4 V,求R3的阻值。
(3)闭合开关S1、S2和S3,在不损坏电流表、电压表的情况下,求滑动变阻器R2的阻值取值范围。
答案
解:(1)闭合开关S1,断开开关S2、S3,电路为R1的简单电路,电流表示数为0.4 A,
则电源电压U=I1R1=0.4 A×20 Ω=8 V。
(2)闭合开关S3,断开开关S1、S2,R2、R3串联,电压表测R2两端电压,滑动变阻器滑片置于中点位置时,电压表的示数为4 V,则电路中的电流I2=
=0.08 A,
R3的阻值R3=
=50 Ω。
(3)闭合开关S1、S2和S3,R1、R2并联,R3被短路,电压表测电源电压,示数为8 V不变,电流表测干路电流。
根据并联电路各支路互不影响,通过R1的电流为0.4 A不变,
电流表的量程为0~0.6 A,则干路电流最大为0.6 A,
则通过滑动变阻器的最大电流I最大=I总大-I1=0.6 A-0.4 A=0.2 A,
滑动变阻器连入电路的最小电阻R滑小=
=40 Ω;
当滑动变阻器滑片移动到最左端时,滑动变阻器接入电路的阻值最大,总电流最小,没有超过电流表量程,故滑动变阻器可以接入电路的最大电阻为100 Ω。
则在不损坏电流表、电压表的情况下,滑动变阻器阻值取值范围为40~100 Ω。
