Question

在圖所示的電路中，電源電壓16伏保持不變，定值電阻R₁=5歐，滑動變阻器R₂上標(biāo)有“100Ω 2A”字樣，電流表及電壓表的兩檔量程均完好．閉合電鍵S，電流表A的示數(shù)為0.6安，求：
（1）電壓表V₁的示數(shù)；
（2）通電10秒鐘，R₂消耗的電能；
（3）改變滑片的位置，在電路能正常工作的情況下，滑動變阻器R₂連入電路的阻值范圍和整個電路中的最大電功率．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)U=IR計算R₁兩端的電壓；
（2）根據(jù)電源電壓及R₁兩端的電壓計算出R2兩端的電壓，根據(jù)W=UIt計算出R₂消耗的電能；
（3）電流表及電壓表的兩檔量程均完好，為保護(hù)電表，電路中的最大電流不能超過3A，電壓表的示數(shù)不能超過15V．

解答：解：（1）由I=

U

R

得，U₁=IR₁=0.6A×5Ω=3V；
（2）U₂=U-U₁=16V-3V=13V
W₂=U₂It=13V×0.6A×10s=78J；
（3）滑動變阻器允許通過的最大電流為2A，所以電路中的最大電流不能超過2A；
當(dāng)I_max=2A時，
R=

U

Imax

=

16V

2A

=8Ω
R₂=R-R₁=8Ω-5Ω=3Ω
根據(jù)串聯(lián)分壓的知識，滑動變阻器的電阻越大，電壓表U₂的示數(shù)越大，當(dāng)U₂=15V時，
U₁=U-U₂=16V-15V=1V
I_min=

U1

R1

=

1V

5Ω

=0.2A
R₂=

U2

Imin

=

15V

0.2A

=75Ω
R₂連入電路中的阻值范圍是：3Ω～75Ω
P_最大=UI_max=16V×2A=32W
答：（1）電壓表V₁的示數(shù)為3V；
（2）通電10秒鐘，R₂消耗的電能為78J；
（3）滑動變阻器R₂連入電路的阻值范圍是3Ω～75Ω；
整個電路中的最大電功率是75W．

點評：此題考查了歐姆定律公式的應(yīng)用，電能的計算及電功率的計算，有關(guān)（3）問中求滑動變阻器的阻值范圍及電路中的最大功率是此題的難點，關(guān)鍵是確定電壓表或電流表的最大值．