滑动变阻器的典型难题(含答案)

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例1、如图所示电路,电源电压为9V ,R1=7Ω,滑动 变阻器R2的最大阻值为30Ω,若电流表采用0至0.6A 量程,电压表采用0至3V 量程,为了不使电流表和电

压表损坏,求滑动变阻器R2的取值范围。

解:(1)要保证两表都不损坏,应该先确定以哪只表为 最低标准,当电压表示数为3V 时,设整个电路中的电

流为I3,则I3=3V ÷7Ω≈0.43A ,电流表不会烧坏。

当电流表的示数是0.6A 时,R1两端的电压为U1′,则:U1′=0.6A ×7Ω=4.2V 此时不符合题意,电压表超过量程,可能会烧坏。

经过上述计算,现在只能取电压表的最大量程3V 为依据,当电压表的最大量程为3V 时,滑动变阻器两端的电压最小,设R2两端的最小电压为U2′,则: U2′=9V -3V =6V ,设滑动变阻器接入电路的最小电阻为R2′,则根据欧姆定律,可得:U1÷R1=U2′÷R2′,所以R2′=U2′×R1÷U1=6V ×7Ω÷3V =14Ω 故滑动变阻器R2的取值范围为14Ω至30Ω

注意:例1和例2是不同的,电压表测的对象不一样!

例2、如图所示,电流表量程为0至0.6A ,电压表量程为0至15V ,电阻R1=30Ω,电源电压24V 恒定不变,当滑动变阻器连入电路的电阻太小时,电路中电流会超过电流表量程,当滑动变阻器R2连入电路 的电阻太大时,R2两端的电压会超过电压表的量程。

求:在不超过电流表、电压表量程的情况下,滑动变

阻器连入电路的电阻的变化范围。 解:设滑动变阻器连入电路的电阻为R ,我们使

用一个简章的方法来列一个不等式方程组,如下:

24V ÷(R +R1)≤0.6A (1)

[24V ÷(R +R1)]×R ≤15V (2)

代入R1=30Ω,解(1)(2)两个方程组可得10Ω≤R ≤50Ω 注意:不能把(2)式列成:0.6×R ≤15V 。 因为当电压表的示数为15V 时,电流表的示数不一定为0.6A

例3、如图所示,电源两端电压不变。闭合开关,滑动变阻器滑片P 在某两点之间滑动时,电流表的示数在1A —2 A

化。则定值电阻R 的阻值及电源两端的电压分别是 A .3Ω 15V B .6Ω 15V

C .3Ω 12V

D .6Ω 12V

解:设电源电压为U ,定值电阻的阻值为R ,则: (U -9V )÷R =1安 (1)

(U -6V )÷R =2安 (2)

解(1)和(2)两个二元一次方程,可得 R =3Ω,U =12V

例4、如图所示,电源两端电压不变,当开关S 闭合后,移动滑片P ,改变滑动变阻器接入电路的阻值,使电压表的示数从6V 变至2V ,同时观察到电流表的示数从0.5A 变至1A ,则定值电阻R0的阻值和电源

电压分别为:8Ω、10V

解:设电源电压为U ,R1的阻值为R ,则:

(U -6V )÷R =0.5A (1)

(U -2V )÷R =1A (2)

解(1)和(2)两个二元一次方程,可得 R =8Ω,U =10V

例5、如图所示,电源两端电压不变,当开关S 闭合后,移动滑片P ,当滑动变阻器接入电路的阻值为R ∕4时,电压表的示数为6V ,当滑动变阻器接入电路的阻值为R 时,电压表的示数为3V ,则前后两次通过定值电阻R0的电流之比为(2:1),电源电压为(9V ) 解:设第一次电流为I1,第二次电流为I2,则:

I1=6V ÷R0 (1)

I2=3V ÷R0 (2) 由(1)、(2)两式可得:I1:I2=2:1

设电源为U ,则: (U -6)÷(R ∕4):(U -3)÷R =2:1,求得U =9V 例6、如图所示,电压U =8V 保持不变,R1=12Ω,滑动变阻器的滑片P 从一端到另一端的过程中,电压表的示数从3V 变到6V ,则R2的阻值为(4)Ω,滑动变阻器的最大阻值为(16)Ω

解:根据题意可知:

R1×[U ÷(R1+R2)]:R1×[U ÷(R1+R2+R3)

经过化简后得:12+R2=R3 (1)

又因为:R1×[U ÷(R1+R2)]=6V ,代入数值,即:

12+R2=16 (2) 联立(1)(2)两式可得:R2=4Ω,R3=16Ω

例7、如图所示,当开关S 闭合后,滑动变阻器滑片P 在B

端时,电压表示数为9V ,电流表示数为0.15A ,滑片P 在中点C 时电压表的示数为6V ,求:

(1)滑动变阻器R1的最大阻值 (2)电源电压和R2的阻值 解:当滑片P 在B 点时,滑动变阻器连入电路的阻值最

大,此时R1=9V ÷0.15A =60Ω (2)滑片P 在中点C 时,设电路中的电流为I2,则: I2=6V ÷(60Ω÷2)=0.2A

此时电源电压U =I2×《(R1÷2)+R2》 (1) 又因为P 在B 点时,有:U =9V +0.15A ×R2 (2)

联立(1)、(2)两个二元一次方程,解得:U =18V ,R2=60Ω

(解本题充分利用了电压相等这一特点)

例8、如图所示,电源电压保持不变,R1为阻值不变的定值电阻。当开关S 闭合后,滑动变阻器R2的滑片P 移到B 端时,R2接入电路的电阻为60Ω,此时电压表示数为5.6V ,向左移动滑片P 使R2接入电路的电阻为30Ω时,电压表示数为8V ,求电源电压和R1的阻值。

解:设电源电压为U ,当变阻器R2接入电路的电阻为

60Ω时,R1两端的电压为U1=5.6V ,则R2两端的

电压为U -U1,根据串联电路的电流相等这一特点得:

U1÷R1=(U -U1)÷R2,即:

5.6V ÷R1=(U -5.6V )÷60Ω (1)

当变阻器接入电路的电阻为30Ω时,有:

8V ÷R1=(U -8V )÷30Ω (2) 联立(1)、(2)两个二元一次方程,解得:U =14V , R1=40Ω

例9、如图所示,R1是0至50Ω的滑动变阻器,电流

表A1的量程是0至0.6A ,A2量程是0至3A ,电阻

R2=3.6Ω,电源电压为9V 并保持不变,闭合开关后,

为了使两电流表都能正常工作,变阻器连入电路中的 阻值变化范围是:18Ω至50Ω 解:设通过R2的电流为I2,通过R1的电流为I1,A2测的

是干路中的电流,设为I ,则I =I1+I2I2=U ÷R2=9V ÷3.6Ω=2.5A ,由此可知通过R1的电流不能超过

3A -2.5A =0.5A ,所以R1接入电路中的电阻的最小值为U ÷0.5A

=18Ω

想一想:如果R1超过了18Ω,则通过R1的电流一定会小于0.5A ,R1接入电路中的电阻越大,则通过A1的电流就会越小。

例10、如图所示,R1=10Ω,R2<R1,

R3=0至20Ω,当滑动变阻器的滑片P 在a 端时,电流表示数为0.36A ,那么当滑动变阻器的滑片P 在b 端时,电流表的示数可能是:A A 、0.16A B 、0.26A C 、0.36A D 、

解:当P 在a 端时,只有R1和R2接入电路,设此时电路中的电流为I1,则: I1=U ÷(R1+R2)=U ÷(10Ω+R2)=0.36A (1)

当滑片P 在b 端时,R1、R2和R3串联接入电路,设此时电路中电流为I2,则:I2=U ÷(R1+R2+R3)=U ÷(30Ω+R2) (2)

由(1)(2)两式可得:I2=(10Ω+R2)÷(30Ω+R 2)×0.36A (3) 因为R2<R1,所以0<R2<10Ω,

当R2=0时,I2=0.12A ,当R2=10Ω时,I2=0.18A

所以I2的取值范围是:0.18A >I >0.12A

例11、如图所示,电路中电源电压保持不变,电流表量程是0至3A ,电阻R2=12Ω,当开关S 闭合时,将滑动变阻器R1的滑片P 滑到中点,此时电流表的读数为1.5A ,当P 滑到b 点时电流表的读数为1A (1)变阻器R1的总阻值为多少?

(2)电源电压U 的大小

(2)允许接入电路的变阻器的最小阻值。 解:设电源电压为U ,变阻器R1的总阻值为R1,

当滑片P 在中点时,有关系如下: U =I1×R 并=I1×《0.5R1×R2÷(0.5R1+R2)》

代入I1=1.5A ,可得: