414.如图所示,电源电压保持不变,电流表使用0~0.6A的量程,电压表使用0~3V的量程,定值电阻R1=5Ω,灯泡电阻R2=8Ω,滑动变阻器的最大阻值R3=20Ω.⑴开关S1断开,S2闭合,电流表示数为0.25A,电压表示数为2.5V,求电源的电压和滑动变阻器接入电路的电阻值;⑵将开关S1闭合,S2断开,移动滑动变阻器的滑片,为了保证电流表和电压表不超过其量程,滑动变阻器接入电路的电阻值只能在什么范围内变化?
解析:⑴只闭合S2时:
1.1分析电路图可知:
①R1断路,R2与R3串联,
②V测量R3两端电压U3,
③A测量电路中的电流I;
1.2由题意可知:
①R2=8Ω,②U3=2.5V,③I=0.25A,
则R3=U3/I=10Ω,U=U3+IR2=4.5V;
⑵只闭合S1时:
2.1分析电路图可知:
①R2断路,R1与R3串联,
②V测量R3两端电压U3,
③A测量电路中的电流I';
2.2由题意可知:
①电流表量程0~0.6A,
②电压表量程0~3V,
③定值电阻R1=5Ω,
④滑动变阻器的最大阻值R3=20Ω,
则可知:Imax=0.6A,U3max=3V;
2.3当Imax=0.6A时,
U1max=ImaxR1=3V,
则U3min=U-U1max=1.5V,
R3min=U3min/Imax=2.5Ω;
2.4当U3max=3V时,
U1min=U-U3max=1.5V,
Imin=U1min/R1=0.3A,
R3min=U3max/Imin=10Ω;
综上:滑动变阻器接入电路的电阻值变化范围为2.5Ω~10Ω.
小结:①第二问中的最大电流应为电流表的满偏值,U3的最大值应为电压表的满偏值。
②串联分压,随着R总的变化,各分压此消彼长。
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