Question

在圖所示的電路中，電源電壓為18伏且不變，電阻R₁的阻值為30歐，滑動(dòng)變阻器R₂上標(biāo)有“50Ω  2A”字樣．閉合電鍵S，電流表的示數(shù)為0.4安．求：
（1）電阻R₁兩端的電壓．
（2）電阻R₁消耗的電功率P₁．
（3）現(xiàn)有三個(gè)定值電阻，分別為A（40歐）、B（20歐）、C（10歐），請(qǐng)從中選擇一個(gè)來(lái)替換電阻R₁，并選擇合適的電表量程．要求：在移動(dòng)變阻器滑片P的過(guò)程中，不更換電表量程，兩電表的指針?lè)謩e能達(dá)到滿刻度處，且電路能正常工作．
①請(qǐng)選擇電表使用的量程：電流表量程______安，電壓表量程______伏．
②應(yīng)選用電阻______（選填字母）代替電阻R₁．
③滿足上述要求時(shí)，變阻器R₂連入電路的阻值范圍．

Answer 1

【答案】分析：（1）由圖可知R₁與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電壓表并聯(lián)在R₂兩端；根據(jù)U=IR求出R₁兩端的電壓；
（2）根據(jù)P=UI求出R₁消耗的電功率；
（3））①先根據(jù)題意確定兩電表的量程，再分析當(dāng)三電阻接在電路中時(shí)的電流及電壓范圍，確定選擇哪個(gè)電阻；
②根據(jù)電流表和電壓表允許通過(guò)的最大值，分別利用歐姆定律求得對(duì)應(yīng)的滑動(dòng)變阻器的阻值，然后確定范圍．
解答：解：（1）U ₁=I R₁=0.4安×30歐=12伏；
（2）P₁=U₁ I=12伏×0.4安=4.8瓦；
答：（1）電阻R₁兩端的電壓為12V；
（2）電阻R₁消耗的電功率為4.8W．
（3）①②要求電壓表能達(dá)的最大值，若選0～15V量程，
因電壓表并聯(lián)在R₂兩端，電源電壓為18V，
則當(dāng)選擇電阻等于10Ω時(shí)，電壓表示數(shù)剛好等于15V；
若接10Ω電阻時(shí)，
電路中的最大電流I_最大==1.8A＜3A； 
即電路中能達(dá)到的最大值只能為0.6A，故電流表量程只能選0～0.6A； 電壓表量程為0～15V．
③若取10Ω電阻代替R₁，則達(dá)到最大電流時(shí)，電路中的總電阻R_總==30Ω；
則滑動(dòng)變阻器應(yīng)接入電阻R_最小=30Ω-10Ω=20Ω； 
故滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值范圍是20Ω～50Ω．
故答案為 0～0.6，0～15；C，20Ω～50Ω．
點(diǎn)評(píng)：本題綜合了歐姆定律、功率的計(jì)算及電壓表電流表的使用等，單純的知識(shí)點(diǎn)的應(yīng)用上難度不大，但對(duì)學(xué)生分析能力及審題能力有較高要求，在平常學(xué)習(xí)中要注意培養(yǎng)認(rèn)真審題的能力．