如图所示电路,电源电压为3伏并保持不变,定值电阻R1的阻值为30欧.当电键S闭合时,电流表A1的示数分别为0.4安.求:(1)电流表A2的示数.(2)滑动变阻器R2连入电路的阻值.(3)适当改变滑片P的位置,使电流表A1示数的变化量恰好等于A2的示数时,求此时R2连入电路的阻值.

问题描述:

如图所示电路,电源电压为3伏并保持不变,定值电阻R1的阻值为30欧.当电键S闭合时,电流表A1的示数分别为0.4安.求:

(1)电流表A2的示数.
(2)滑动变阻器R2连入电路的阻值.
(3)适当改变滑片P的位置,使电流表A1示数的变化量恰好等于A2的示数时,求此时R2连入电路的阻值.

由电路图可知,定值电阻R1与滑动变阻器R2并联,电流表A1测干路电流,电流表A2测R1支路的电流.
(1)∵并联电路中各支路两端的电压相等,
∴根据欧姆定律可得,通过R1支路的电流即电流表A2的示数:
I1=

U
R1
=
3V
30Ω
=0.1A;
(2)∵并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
∴R2支路的电流:
I2=I-I1=0.4A-0.1A=0.3A,
则滑动变阻器R2连入电路的阻值:
R2=
U
I2
=
3V
0.3A
=10Ω;
(3)∵并联电路中各支路独立工作、互不影响,
∴滑片移动时通过R1支路的电流不变,
∵电流表A1示数的变化量恰好等于A2的示数,
∴则此时干路电流I′=0.4A-0.1A=0.3A或I″=0.4A+0.1A=0.5A,
当I′=0.3A时,通过R2支路的电流:
I2′=I′-I1=0.3A-0.1A=0.2A,
此时R2连入电路的阻值:
R2′=
U
I2
=
3V
0.2A
=15Ω;
当I″=0.5A时,通过R2支路的电流:
I2″=I″-I1=0.5A-0.1A=0.4A,
此时R2连入电路的阻值:
R2″=
U
I2
=
3V
0.4A
=7.5Ω.
答:(1)电流表A2的示数为0.1;
(2)滑动变阻器R2连入电路的阻值为10Ω;
(3)电流表A1示数的变化量恰好等于A2的示数时,R2连入电路的阻值为7.5Ω或15Ω.
答案解析:由电路图可知,定值电阻R1与滑动变阻器R2并联,电流表A1测干路电流,电流表A2测R1支路的电流.
(1)根据并联电路的电压特点和欧姆定律求出通过R1支路的电流;
(2)根据并联电路的电流特点求出R2支路的电流,利用欧姆定律求出滑动变阻器R2连入电路的阻值;
(3)根据并联电路中各支路独立工作、互不影响可知滑片移动时通过R1的电流不变,根据电流表A1示数的变化量恰好等于A2的示数可知此时干路电流的大小,再根据并联电路的电流特点求出通过滑动变阻器的电流,利用欧姆定律求出此时R2连入电路的阻值.
考试点:欧姆定律的应用;并联电路的电流规律;并联电路的电压规律;滑动变阻器的使用.
知识点:本题考查了并联电路的特点和欧姆定律的应用,关键是根据“电流表A1示数的变化量恰好等于A2的示数时”得出两电流表的量程和示数关系.