定值电阻R
1、R
2和滑动变阻器R
3接入如图电路中,电源电压不变。当开关S
1闭合,S
2断开,R
3滑片P位于b端时,电压表V
1和V
2的示数之比U
1:U
2=1:2,电流表的示数I
1=1A;当开关S
1和S
2都断开,R
3滑片P位于a端时,电压表V
1和V
2的示数之比U
1/:U
2/=4:3;已知R
1=4Ω,求:(1)滑动变阻器的最大阻值;(2)电源电压;(3)请你通过控制开关S
1、S
2的断开和移动滑动变阻器的滑片P的位置,使电路中的电流最小,并求出此时电流表A和电压表V
1的示数。
答案:
8Ω,12V,0.5A,8V
试题分析:当开关S
1闭合,S
2断开,R
3滑片P位于b端时,电压表V
1测R
1两端电压U
1,电压表V
2测R
3两端电压U
2,电流表测串联电路中的电流I
1,等效电路图如图甲所示;当开关S
1和S
2都断开,R
3滑片P位于a端时,电压表V
1测R
1和R
2两端的总电压电压U
1/,电压表V
2测R
2两端电压U
2/,电流表测串联电路中的电流I
2,等效电路图如图乙所示。

(1)在图甲中,因为串联电路电流处处相等,所以:

所以

(2)电源电压

(3)当S
1、S
2均断开,R
3滑片P位于b端时,电路中总电阻最大,电流最小,此时电压表V
1测R
1、R
2两端电压的总电压U
1//,电压表V
2测R
2、R
3两端电压的总电压U
2//,电流表测串联电路中的电流I
3,等效电路图如图丙所示。

在图乙中,因为电流一定,所以

所以

在图丙中,电流表的示数

电流表V
1的示数

点评:解决本题的关键是熟知欧姆定律以及变形公式,并会熟练应用。