Question

如圖是小明設(shè)計(jì)的電子秤，電源的電壓恒為U=6V，定值電阻的阻值為R₀，滑動(dòng)變阻器R₁的最大阻值是20Ω，滑動(dòng)觸頭固定在安放托盤的輕彈簧上，并能隨輕彈簧一起自由滑動(dòng)，當(dāng)托盤中不放物體時(shí)，滑動(dòng)觸頭指在最上端，此時(shí)電壓表的示數(shù)為零；當(dāng)托盤中放一個(gè)物體時(shí)，滑片移到了中點(diǎn)，電壓表的示數(shù)為1.5V．
（1）當(dāng)托盤中物體加重時(shí)，電路中的電流將

不變

，電壓表示數(shù)將

變大

．選填“變大”、“變小”或“不變”）
（2）根據(jù)所給的數(shù)據(jù)，求定值電阻R₀的大�。�
（3）當(dāng)滑動(dòng)觸頭指在B端時(shí)，求電壓表的示數(shù)．

Answer 1

分析：（1）由電路圖可知，兩電阻串聯(lián)，電壓表測(cè)R₁滑片上部分兩端的電壓，滑片的移動(dòng)沒有改變滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值，所以根據(jù)歐姆定律和電壓表的使用即可判斷電路中的電流和電壓表示數(shù)的變化．
（2）根據(jù)電壓表與R₁的滑片上部分電阻并聯(lián)，同時(shí)結(jié)合題意：在電源電壓為6V時(shí)，滑片移到了中點(diǎn)，電壓表的示數(shù)為1.5V，則根據(jù)串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律即可求出R₀．
（3）當(dāng)滑動(dòng)觸頭指在B端時(shí)，滑動(dòng)變阻器兩端的電壓即為電壓表的示數(shù)，根據(jù)歐姆定律即可求出．

解答：解：（1）由電路圖可知，兩電阻串聯(lián)，電壓表測(cè)R₁滑片上部分兩端的電壓，滑片的移動(dòng)沒有改變滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值，電源電壓保持不變，所以，根據(jù)歐姆定律可知電路中的電流保持不變；而當(dāng)托盤中物體加重時(shí)，電壓表并聯(lián)的R₁滑片上部分的阻值變大，根據(jù)U′=IR′可知R₁滑片上部分兩端的電壓變大，即電壓表示數(shù)的變大．
（2）在電源電壓為6V，滑片移到了中點(diǎn)，則R′=

1

2

R₁=

1

2

×20Ω=10Ω，電壓表的示數(shù)為1.5V，即U′=1.5V，
∴電路中電流為：I=

U′

R′

=

1.5V

10Ω

=0.15A，
則滑動(dòng)變阻器R₁兩端的電壓U₁=IR₁=0.15A×20Ω=3V，
根據(jù)串聯(lián)電路的特點(diǎn)得：
定值電阻R₀兩端的電壓U₀=U-U₁=6V-3V=3V，
根據(jù)歐姆定律得：R₀=

U0

I

=

3V

0.15A

=20Ω．
（3）當(dāng)滑動(dòng)觸頭指在B端時(shí)，電壓表與滑動(dòng)變阻器R₁并聯(lián)，測(cè)量的是R₁兩端的電壓U₁，即示數(shù)為3V．
答：（1）不變；變大；
（2）定值電阻R₀的大小為20Ω；
（3）電壓表示數(shù)為3V．

點(diǎn)評(píng)：本題主要考查串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律的應(yīng)用，會(huì)正確使用電壓表，能熟練運(yùn)用歐姆定律來進(jìn)行電路的分析與公式的推導(dǎo)．