Question

如圖所示電路中，電源電壓為8伏且不變，滑動(dòng)變阻器R₂上標(biāo)有“50Ω  1.5A”字樣，兩電表為學(xué)校實(shí)驗(yàn)室常用電表．閉合電鍵S，移動(dòng)滑片到某位置時(shí)，電壓表、電流表的示數(shù)分別為6伏和0.2安．求：
①滑動(dòng)變阻器R₂接入電路的阻值；
②此時(shí)電流通過R₁消耗的電功率P₁；
③選擇合適量程，在移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片的過程中，使兩電表都能達(dá)到滿刻度．
第一，請寫出兩電表所選的量程，并分別簡述理由；
第二，在圖（b）中標(biāo)出電壓表示數(shù)最小時(shí)指針的位置．

Answer 1

分析：由電路圖可知，定值電阻R₁與滑動(dòng)變阻器R₂串聯(lián)，電壓表測R₂兩端的電壓，電流表測電路中的電流．
（1）根據(jù)歐姆定律求出滑動(dòng)變阻器R₂接入電路的阻值；
（2）根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出R₁兩端的電壓，根據(jù)P=UI求出R₁消耗的電功率；
（3）第一、使兩電表都能達(dá)到滿刻度時(shí)，根據(jù)電源的電壓確定電壓表的量程；根據(jù)滑動(dòng)變阻器允許通過的最大電流確定電流表的量程；
第二、當(dāng)電流表的示數(shù)最大時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最小，根據(jù)歐姆定律求出R₁兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出電壓表的最小示數(shù)，然后標(biāo)出指針的位置．

解答：解：由電路圖可知，定值電阻R₁與滑動(dòng)變阻器R₂串聯(lián)，電壓表測R₂兩端的電壓，電流表測電路中的電流．
①根據(jù)歐姆定律可得，滑動(dòng)變阻器R₂接入電路的阻值：
R₂=

U2

I

=

6V

0.2A

=30Ω；
②∵串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
∴R₁兩端的電壓：
U₁=U-U₂=8V-6V=2V，
R₁消耗的電功率：
P₁=U₁I=2V×0.2A=0.4W；
③第一、在移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片的過程中，使兩電表都能達(dá)到滿刻度，
∵滑動(dòng)變阻器允許通過的最大電流為1.5A＜3A，
∴電流表選0～0.6A的量程，
∵電源電壓為8V＜15V，
∴電壓表選0～3V量程；
第二、當(dāng)電流表的示數(shù)為0.6A時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最小，
R₁兩端的電壓：
U₁′=I′R₁=0.6A×10Ω=6V，
則電壓表的最小示數(shù)：
U_滑小=U-U₁′=8V-6V=2V，
指針的位置如下圖所示：

點(diǎn)評(píng)：本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律、電功率公式的應(yīng)用，關(guān)鍵是會(huì)根據(jù)滑動(dòng)變阻器允許通過的最大電流確和電源的電壓確定兩電表的量程．