定值电阻R1、R2和滑动变阻器R3接入如图电路中,电源电压不变。当开关S1闭合,S2断开,R3滑片P位于b端时,电压表V1和V2的示数之比U1:U2=1:2,电流表的示数I1=1A;当开关S1和S2都断开,R3滑片P位于a端时,电压表V1和V2的示数之比U1/:U2/=4:3;已知R1=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S1、S2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V1的示数。
8Ω,12V,0.5A,8V
题目分析:当开关S1闭合,S2断开,R3滑片P位于b端时,电压表V1测R1两端电压U1,电压表V2测R3两端电压U2,电流表测串联电路中的电流I1,等效电路图如图甲所示;当开关S1和S2都断开,R3滑片P位于a端时,电压表V1测R1和R2两端的总电压电压U1/,电压表V2测R2两端电压U2/,电流表测串联电路中的电流I2,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S1、S2均断开,R3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V1测R1、R2两端电压的总电压U1//,电压表V2测R2、R3两端电压的总电压U2//,电流表测串联电路中的电流I3,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V1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。