Question

【題目】在如圖所示的電路中，電源電壓為6伏且保持不變，電阻R1的阻值為10歐，滑動(dòng)變阻器R2上標(biāo)有“20Ω 2A”字樣。閉合電鍵S后，電壓表V的示數(shù)如圖所示。

（1）求通過(guò)電阻R1的電流I1 _______________ 。

（2）求此時(shí)變阻器連入電路的電阻R2及它消耗的電功率P2 ____________。

（3）現(xiàn)有 規(guī)格為“0.3安 500歐”和“2安 50歐”的滑動(dòng)變阻器各一個(gè)。 請(qǐng)選擇其中一個(gè)變阻器替換如圖中的R2，要求：在移動(dòng)變阻器滑片P的過(guò)程中，電壓表示數(shù)的變化量最大。

選擇：規(guī)格是_____滑動(dòng)變阻器。

求出：電壓表示數(shù)的最大變化量△U________________。

Answer 1

【答案】0.2A20Ω， 0.8W2安 50歐5V

【解析】

由電路圖可知，R1與R2串聯(lián)，電壓表測(cè)R1兩端的電壓。

（1）由圖2可知，根據(jù)電壓表的兩個(gè)量程判斷，電壓表的示數(shù)可能為2V或10V；

因?yàn)殡娫吹碾妷簽?/span>6V，所以示數(shù)不可能是10V，則電壓表的量程為0～3V，示數(shù)為，根據(jù)歐姆定律可得，通過(guò)電阻R1的電流：

；

（2）串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，所以滑動(dòng)變阻器兩端的電壓為：

，

根據(jù)串聯(lián)電路中各處的電流相等得，電阻R2的阻值為：

，

消耗的電功率為：

；

（3）當(dāng)選“0.3安 500歐”的滑動(dòng)變阻器時(shí)，電路中最大電流為0.3A，此時(shí)電壓表的示數(shù)最大為：；

當(dāng)滑動(dòng)變阻器時(shí)阻值最大時(shí)，其阻值遠(yuǎn)大于R1，所以分得電壓遠(yuǎn)大于R1分去的電壓，按電壓表示數(shù)為0V考慮，則電壓表的示數(shù)變化最大為3V。

選“2安 50歐”的滑動(dòng)變阻器時(shí)，當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電阻為0時(shí)，電壓表的示數(shù)為電源電壓，即：；

當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大時(shí)，電壓表的示數(shù)最小，此時(shí)電路中的電流：

，

電壓表的最小示數(shù)：

，

所以電壓表的示數(shù)變化最大為：。

所以要使電壓表示數(shù)的變化量最大，應(yīng)選“2安 50歐”的滑動(dòng)變阻器，電壓表示數(shù)的最大變化量：。