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谁左右了变阻器?
俞宝富
如果电路中同时连接有滑动变阻器、电压表、电流表、用电器,移动变阻器的滑片,将会使电路中的电流和电压发生变化,要兼顾电压表、电流表及用电器不被损坏,变阻器的阻值就有一定的变化范围。
例1 如图1所示,,滑动变阻器标有“20Ω 2A”字样,求:
(1)开关S闭合,将变阻器滑片移到中点的位置时,,则A2的示数为多大?
(2)若A2接0~3A量程,则变阻器R2允许接入电路的最小电阻是多少?
分析:(1)R1与R2并联,当开关S闭合时,从A1表示数和R1的阻值可求得电源电压为
并联电路各支路两端电压相等,,故通过的电流为
电流表的示数为
(2)的取值范围受和变阻器的制约。当量程为0~3A时,两支路的电流之和不能超过3A,则通过的电流不能超过
,所以滑动变阻器上通过的最大电流只能为
故
。
例2 如图2所示,电源电压保持不变,电压表的量程为0~15V,现合上开关S,调节滑动变阻器使电压表的示数为8V,此时滑动变阻器消耗的功率为16W。调节滑片至另一位置时,电压表示数为2V,滑动变阻器消耗的功率为6W,求:
(1)电源电压;
(2)电阻R的阻值;
(3)滑动变阻器接入电路的最小电阻。
分析:(1)设电源电压为U。第一种情况下,电压表示数为8V,滑动变阻器消耗的功率为16W,根据功率公式可得
即①
第二种情况下,同理可得
即②
①÷②,解得
(2)将代入①可得
(3)的取值范围仅受电压表的限制。为了保护电压表,电阻R两端的最大电压为15V,所以电路中的最大电流
所以
即滑动变阻器接入电路中的电阻不得小于2Ω。
例3 如图3所示电路,电源电压保持不变,a,b是滑动变阻器R1的两个端点,,灯泡L标有“9V ”字样。当断开,闭合,变阻器的滑片滑至a端时,;当都闭合,变阻器滑片P滑至b端时,。已知电流表的量程为0~,求:
(1)灯泡电阻RL及电源电压;
(2)