如圖所示,AB、CD為兩根平行的相同的均勻電阻絲,EF為另一根電阻絲,其電阻為R,它可以在AB、CD上滑動(dòng)并保持與AB垂直,EF與AB、CD接觸良好.圖中電壓表為理想電壓表.電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻都不變.B、D與電池兩極連接的導(dǎo)線的電阻可忽略.當(dāng)EF處于圖中位置時(shí),電壓表的讀數(shù)為U
1=4.0V.已知將EF由圖中位置向左移動(dòng)一段距離△L后,電壓表的讀數(shù)變?yōu)閁
2=3.0V.若將EF由圖中位置向右移動(dòng)一段距離△L,電壓表的讀數(shù)U
3是多少?
令ρ表示AB、CD上單位長(zhǎng)度電阻絲的電阻,當(dāng)EF處于圖中位置時(shí),設(shè)EB、FD兩段電阻絲的長(zhǎng)度皆為l.由于電壓表是理想電壓表,故電壓表的讀數(shù)就是EF兩端的電壓.由分壓關(guān)系得,
=U
1 ①
當(dāng)EF由圖示位置向左移動(dòng)一段距離△L,EB、FD兩段電阻絲的總電阻為2ρ(l+△L).
由分壓關(guān)系得
=U
2 ②
當(dāng)EF由圖示位置向右移動(dòng)一段距離△L,EB、FD兩段電阻絲的總電阻為2ρ(l-△L).由分壓關(guān)系得,
=U
3 ③
由以上三式,代入數(shù)值解得
電壓表讀數(shù)U
3=6V.