例题分析:在题中的当开关处于闭合或断开的两种情况下电路结构发生了变化,可进行电路的改画,见图6。
2.滑动变阻器变化问题
滑动变阻器连入电路中的有效电阻发生变化了,或是引起电路结构的变化,或是引起电路中电压、电流、电功率的变化。有关滑动变阻器的此类型问题,解题关键是:
⑴弄清滑动变阻器原理,滑片滑动时电阻是变大还是变小?
⑵弄清物理量是否变化,一般来说,电源的电压,定值电阻的阻值是不变,其它的物理量都是可变化的;
⑶弄清电压表读数读出的是哪一个电器两端的电压;
⑷反复利用串并联电路中各量的公式以及欧姆定律来求解,注意要一一对应。
例1 如图8所示电路中,电源电压不变,当滑动变阻器的滑片向右滑动时,电流表和电压表的示数变化情况是[ B ]
A、电流表和电压表的示数变大;
B、电流表和电压表的示数变小;
C、电流表示数变小,电压表示数变大;
D、电流表示数变大,电压表示数变小。
例2 如图所示当开关S闭合后,滑动变阻器的滑片P在B端时,电压表的示数为9V,电流表的示数为0.15A;滑片在中点C时电压表的示数为6V。
求: (1)滑动变阻器R2的最大阻值;(2)电源的电压和R1的阻值.。(3)电路的最大功率P
解 解题思路:利用不变量(如电源的电压、定值电阻)列方程,两个未知数,列两个方程求解。
由题意知R1与R2是串联关系,电流表测总电流,电压表测R2电压。
(1)滑动变阻器的滑片P在B端时,这个时候滑动变阻器连入电路中为最大阻值。
R2最大=U2/I=9v/0.15A=60欧
(2)P在C处:RAC=1/2R2 =30欧
R=R1+RAC=R1+30
U=IR=UAC/RAC(R1+30)=6/30(R1+30)①
P在B处:R=R1+RAB=R1+60
U=IR=0.15(R1+60)=0.15(R1+60)②
解①②方程组得:U=18V R1=60欧
(3)由P=U2/R知,U一定,R最小,则P最大,而P在A处时R2最小 此时R=R1=60
P最大=U2/R=18×18/60=5.4W