如图所示的电路,电源电压保持不变,R$_1$=10Ω.当闭合开关S,滑动变阻器滑片P在中点时,电流表的示数为0.3A;当把滑片P移到最右端时,电流表的示数为0.2A.则电源电压为V,滑动变阻器的最大阻值为Ω.
分析:
当滑片在中点时,滑动变阻器接入电阻为总电阻的一半,则由欧姆定律可列出方程式;当滑片滑到最右端时,滑动变阻器全部接入,则由欧姆定律可列出方程式,联立解得即可.
解答:
解:设电压为U,滑动变阻器的最大阻值为R,
则当滑片在中点时,由欧姆定律得电流表的示数(即干路电流):
I$_1$=$\frac {U}{R$_1$+$\frac {R}{2}$}$
当滑片移到最右端时,电流表的示数(即干路电流):
I$_2$=$\frac {U}{R$_1$+R}$
代入数据得:
U=0.3A×(10Ω+$\frac {R}{2}$)--------(1)
U=0.2A×(10Ω+R)---------(2)
联立解得:U=6V,R=20Ω
故答案为:6,20
点评:
当题目中待求量较多时,可以选择列方程的方法求解,这是物理学中的一个重要的解答方法.
如图所示,电源电压保持不变,滑动变阻器的最大阻值R_0=20Ω,当只闭合开关S$_1$,滑片P置于最左端a时,电流表示数为0.2A;当开关S$_1$、S$_2$均闭合,滑片P置于最右端b时,电流表示数为0.6A,则定值电阻R$_1$=Ω,电源电压U=V.
分析:
由电路分析可得,当只闭合S$_1$时,R_0的全部电阻与R$_1$串联,电流表与R$_1$串联,由欧姆定律可得出电流的表达式;
当开关全闭合时,R_0被短路,R$_1$与R$_2$并联,电流表测流过R$_2$中的电流,由欧姆定律可得出电流的表达式,联立两式可解得电阻及电压值.
解答:
解:当只开关S1闭合时,滑片置于最左端,故滑动变阻器全部接入,接入阻值为20Ω,R0与R1串联,则由欧姆定律可得:
I$_1$=$\frac {U}{R_0+R$_1$}$,代入数据得:0.2A=$\frac {U}{20Ω+R$_1$}$------(1)
当两开关全闭合,滑片置于最右端时,滑动变阻器接入电阻为0,R$_1$与R$_2$并联,R$_1$两端电压为U,故由欧姆定律得:
I$_2$=$\frac {U}{R$_1$}$,代入数据得:0.6A=$\frac {U}{R$_1$}$---------(2)
联立(1)(2)得:
R$_1$=10Ω,U=6V.
故答案为:10,6.
点评:
本题通过已知条件列方程组求解,方程法也是解决物理问题的基本方法,应灵活应用.
如图所示的电路中,电源电压U保持不变,定值电阻R=20Ω.闭合开关S,当滑动变阻器R′的滑片P在中点c时,电流表示数为0.4A;当移动滑片P到最右端时,电流表示数为0.3A.则电源电压U=V,滑动变阻器R′的最大阻值为Ω.
分析:
(1)由电路图可知,当滑动变阻器R′的滑片P在中点c时,电阻R、$\frac {1}{2}$R′组成一个串联电路,电路中的电流为0.4A;当移动滑片P至最右端时,电阻R、R′组成串联电路,电路中的电流为0.3A.
(2)根据电源电压不变,利用串联电路电压特点和欧姆定律建立两个方程组成方程组,从而进行求解.
解答:
解:(1)由电路图可知,当滑动变阻器R′的滑片P在中点c时,
电阻R、$\frac {1}{2}$R′组成一个串联电路,电路中的电流为0.4A,
由欧姆定律得:I=$\frac {U}{R+$\frac {1}{2}$R′}$,
即:0.4A=$\frac {U}{20Ω+$\frac {1}{2}$R′}$,-----①
(2)当移动滑片P至最右端时,电阻R、R′组成串联电路,
电路中的电流为0.3A,有:
I=$\frac {U}{R+R′}$,
即:0.3A=$\frac {U}{20Ω+R′}$,------②
根据电源电压不变,由①②可得:
0.4A×(20Ω+$\frac {1}{2}$R′)=0.3A×(20Ω+R′),
解得:R′=20Ω,
电源电压U=0.4A×(20Ω+$\frac {1}{2}$×20Ω)=12V.
故答案为:12;20.
点评:
分析清楚电路结构、熟练应用串联电路特点及欧姆定律即可正确解题.
如图所示,电源电压不变,当开关S$_1$、S$_2$同时闭合时,电流表的示数是0.3A,电压表示数是6V.若两表互换位置,当开关S$_2$闭合、S$_1$断开时,电流表示数是0.2A,则R$_1$和R$_2$的阻值之比是:;电源电压为V.
分析:
(1)当开关S$_1$、S$_2$同时闭合时,两电阻并联,电流表测R$_1$支路的电流,电压表测电源的电压,根据并联电路的电压特点和欧姆定律求出R$_1$的阻值;
(2)两表互换位置,当开关S$_2$闭合、S$_1$断开时,两电阻串联,电流表测电路中电流,电压表电源的电压,根据欧姆定律求出电路中的总电阻,利用电阻的串联求出R$_2$的阻值,进一步求出两电阻的阻值之比.
解答:
解:(1)当开关S$_1$、S$_2$同时闭合时,两电阻并联,电流表测R$_1$支路的电流,电压表测电源的电压,
则电源电压U=6V,
因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,由I=$\frac {U}{R}$可得,电阻R$_1$的阻值:
R$_1$=$\frac {U}{I$_1$}$=$\frac {6V}{0.3A}$=20Ω;
(2)两表互换位置,当开关S$_2$闭合、S$_1$断开时,两电阻串联,电流表测电路中电流,电压表电源的电压,
电路中的总电阻:
R=$\frac {U}{I}$=$\frac {6V}{0.2A}$=30Ω,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,电阻R$_2$的阻值:
R$_2$=R-R$_1$=30Ω-20Ω=10Ω,
则R$_1$:R$_2$=20Ω:10Ω=2:1.
故答案为:2:1; 6.
点评:
本题考查了串联电路和并联电路的特点以及欧姆定律的应用,关键是电路连接方式的判断和电表所测电路元件的判断.
如图所示的电路中,电源电压保持不变,R$_1$=20Ω.闭合开关S,移动滑动变阻器R$_2$的滑片P到中点c时,电流表的示数为0.4A;移动滑片P到最左端a时,电流表的示数为0.3A,则电源电压和滑动变阻器的最大阻值分别为( )
分析:
由图知两电阻串联,由串联电路特点和欧姆定律分别表示电源,根据电源电压不变列式计算即可.
解答:
解:
由电路图可知,R$_1$与R$_2$串联,电流表测电路中电流,
当P在中点c时,电流表示数为0.4A,
由I=$\frac {U}{R}$知U=IR,
则有:U=I(R$_1$+$\frac {1}{2}$R$_2$)=0.4A×(20Ω+$\frac {1}{2}$R$_2$),
当P在左端a时,变阻器连入阻值最大,
则有:U=I′(R$_1$+R$_2$)=0.3A×(20Ω+R$_2$),
根据电源电压不变知:
0.4A×(20Ω+$\frac {1}{2}$R$_2$)=0.3A×(20Ω+R$_2$),
解得:R$_2$=20Ω,
电源电压:U=I(R$_1$+$\frac {1}{2}$R$_2$)=0.4A×(20Ω+$\frac {1}{2}$×20Ω)=12V.
故选B.
点评:
本题考查了串联电路特点和欧姆定律的应用,利用好电源电压不变是解答的关键.