【践行者初中物理电学典题详解】
同学们好!今天我们来分享一道并联动态电路的基础习题。想要正确解答这类问题,最关键的一点就是熟知并能灵活运用并联电路的基本特性。
并联电路最核心的特性是:各支路两端电压相等,干路电流等于各支路电流之和,总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和。除此之外,各支路能够独立运行,单条支路断开一般不会对其余支路造成影响。
掌握了以上知识点,对顺利解决这道题十分关键。
首先分析电路图可以得知:
1.定值电阻R1和滑动变阻器R2呈并联状态,
2.电压表V1测量的是电源电压U,
3.电流表A测量干路总电流I,
4.电流表A1则测量流经R1的电流I1。
接下来闭合开关,当滑动滑片停在某一位置时,结合题设条件可知:
1. U=6V,2. I=2A,3. I1=0.5A,
那么根据欧姆定律与并联电路性质可知:
1.定值电阻R1=U÷I1=12Ω,
2.流经R2的电流I2=I-I1=1.5A,
3.此时R2接入电路部分的阻值R2=U÷I2=4Ω。
最后在不损坏任何电表的前提之下,确定滑动变阻器接入电路的阻值区间。
结合题设条件可知:
1.电流表A的量程为0~3A,
2.电流表A1的量程为0~0.6A,
3.已知R2是量程为0~50Ω的滑动变阻器,
也就是R2max=50Ω,
因此只需在保证所有电表都不损坏的前提下,算出R2接入电路的最小阻值即可。
由于R1是定值电阻,且由前面的计算可知I1=0.5A<0.6A,因此电流表A1处于安全状态。
为了保证电流表A正常工作,干路电流不能超过它的满偏数值3A,也就是Imax=3A,再结合并联电路的特性可以算出,流经R2的最大电流I2max=Imax-I1=2.5A,R2接入电路的最小阻值R2min=U÷I2max=2.4Ω。
综合以上推导,R2接入电路的阻值范围就是2.4Ω~50Ω。
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