(2019·河北)如圖*所示,電源電壓保持不變,定值電阻R1=10Ω,R2=5Ω。滑動變阻器R的規格為“30Ω...

問題詳情：

(2019·河北)如圖*所示,電源電壓保持不變,定值電阻R1=10 Ω,R2=5 Ω。滑動變阻器R的規格為“30 Ω　2.5 A”,電流表A2選用0~3 A的量程,電壓表選用0~15 V的量程。閉合全部開關,電流表A1的示數為1 A。

(1)求電源電壓。

(2)若將錶盤如圖乙所示的電流表A3接入電路,閉合全部開關,改變滑片位置,電流表A3的指針恰好指在滿偏的處,求滑動變阻器接入電路的可能值。

(3)用一個新的電源替代原來的電源,只閉合S,在保*電路安全的情況下,求電源電壓的最大值。

【回答】

解:(1)當開關全部閉合後,R2被短路,定值電阻R1與滑動變阻器R並聯,電流表A1測R1支路電流,可知通過R1的電流為I1=1 A,則電源電壓U=I1R1=1 A×10 Ω=10 V。

(2)將電流表A3接入電路,開關全部閉合,分析題意可知,有兩種連接方法:①電流表A3串聯在幹路中;②電流表A3與R串聯。

①當電流表A3串聯在幹路中時,由於I1=1 A,則電流表A3選用0~3 A的量程,由題意可知,若要使指針指到滿偏的處,則幹路中的電流I=2 A,

通過滑動變阻器的電流

IP1=I-I1=2 A-1 A=1 A,

此時滑動變阻器連入電路的阻值

RP1=  =10 Ω。

②當電流表A3與R串聯時, 電流表A3可選用0~3 A或0~0.6 A的量程。

若選用0~3 A量程,通過滑動變阻器的電流IP2=2 A<2.5 A,

此時滑動變阻器接入電路的阻值RP2= =5 Ω;

若選用0~0.6 A量程,由題意可知,通過滑動變阻器的電流IP3=0.4 A,

此時滑動變阻器接入電路的阻值RP3= =25 Ω<30 Ω。

綜上可知,滑動變阻器連入電路中的阻值可能是10 Ω、5 Ω和25 Ω。

(3)只閉合S時,定值電阻R2與R串聯,由各元件規格可知,電路中的最大電流Imax=2.5 A,R兩端的最大電壓URmax=15 V,此時R接入電路的電阻RP4=  =6 Ω<30 Ω,此時R2兩端的電壓U2=ImaxR2=2.5 A×5 Ω=12.5 V。

則新電源電壓的最大值Umax=URmax+U2=15 V+12.5 V=27.5 V。

知識點：歐姆定律單元測試

題型：計算題