Question

9．在圖（a）所示的電路中，電源電壓為20伏且保持不變，電阻R₁的阻值為20歐，滑動(dòng)變阻器R₂上標(biāo)有“100歐   1A”字樣，所用電表的表盤均如圖（b）所示，．閉合電鍵S后，電路中的電流為0.4安．求：
（1）電壓表V₁的示數(shù)U₁．
（2）通電10秒，電流通過(guò)變阻器R₂所做的功W₂．
（3）在確保電路中各元件均能正常工作的前提下，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片P的過(guò)程中，電路中電流的最大變化量△I_最大．

Answer 1

分析 （1）已知電流與電阻，應(yīng)用歐姆定律可以求出電壓表示數(shù)．
（2）由串聯(lián)電路特點(diǎn)求出電阻兩端電壓，由W=UIt求出電功公式．
（3）求出電路最大電流與最小電流，然后求出電流最大變化量．

解答 解：（1）由圖示電路圖可知，兩電阻串聯(lián)，電壓表V₁測(cè)R₁兩端電壓，電壓表V₂測(cè)R₂兩端電壓，
由I=$\frac{U}{R}$可知，電壓表V₁的示數(shù)：U₁=IR₁=0.4A×20Ω=8V；
（2）電阻R₂兩端電壓：U₂=U-U₁=20V-8V=12V，通電10秒，電流通過(guò)變阻器R₂所做的功：W₂=U₂It=12V×0.4A×10s=48J；
（3）由圖示電壓表可知，V₁最大量程為0～15V，則R₁兩端最大電壓為15V，電路最大電流：I_max=$\frac{{U}_{1max}}{{R}_{1}}$=$\frac{15V}{20Ω}$=0.75A，
V₂的最大量程為0-15V，滑動(dòng)變阻器的阻值越大，電路中的電流越小，變阻器分擔(dān)的電壓越大，當(dāng)V₂的示數(shù)為15V時(shí)，此時(shí)R₁兩端電壓為U'₁=20V-15V=5V，
此時(shí)電路中的最小電流為：I_min=$\frac{{U'}_{1}}{{R}_{1}}$=$\frac{5V}{20Ω}$=0.25A；
電路中電流的最大變化量△I_最大=I_max-I_min=0.75A-0.25A=0.5A；
答：（1）電壓表V₁的示數(shù)U₁為8V；
（2）通電10秒，電流通過(guò)變阻器R₂所做的功W₂為48J；
（3）在各電路元件均安全工作的條件下，移動(dòng)變阻器的滑片，電路中電流的最大變化量△I_最大為0.5A．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了求電壓、電功與電流變化量，分析清楚電路結(jié)構(gòu)，應(yīng)用串聯(lián)電路特點(diǎn)與歐姆定律即可正確解題．