如图(a)所示的电路中,电源电压为 24V 且保持不变。电阻 R1的阻值为 5Ω,滑动变阻器上标有 “2A” 字样。闭合开关 S 后,电压表的示数为 8V,电压表盘如图(b)所示。求:

(1) 通过电阻 R1的电流 I1;
答案:1.6A
(2) 滑动变阻器接入电路的阻值 R2;
答案:10Ω
(3) 移动滑动变阻器的滑片 P,在保证电路安全工作的情况下,电压表示数最小值与最大值之比为 3∶10,求滑动变阻器 R2的接入阻值范围。
答案:7~35Ω
答案:(1) 1.6A;(2) 10Ω;(3) 7~35Ω
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(1)闭合开关,两电阻串联接入电路,电压表测 R1电压,电压表的示数为 8V,根据欧姆定律可得通过电阻 R1的电流为
I1=U1/R1=8V/5Ω=1.6A。
(2)滑动变阻器电压为
U2=U−U1=24V−8V=16V,
则滑动变阻器接入电路的阻值为
R2=U2/I1=16V/1.6A=10Ω。
(3)滑动变阻器上标有 “2A” 字样,则电路中电流的最大值为 2A,此时总电阻最小为
Rmin=U/Imax=24V/2A=12Ω,
此时变阻器阻值最小为
R2min=Rmin−R1=12Ω−5Ω=7Ω,
此时电压表示数为
Umax=ImaxR1=2A×5Ω=10V。
电压表示数最小值与最大值之比为 3∶10,所以电压表最小值为 3V,此时电路中的电流最小为
Imin=Umin/R1=3V/5Ω=0.6A,
此时滑动变阻器连入电路的阻值最大为
R2max=(U−Umin)/Imin=(24V−3V)/0.6A=35Ω。
所以滑动变阻器连入电路的阻值范围为 7~35Ω。