Question

18．如圖所示電路，電源電壓為6V，R₁為定值電阻，R₂為規(guī)格“20Ω  2A”的滑動(dòng)變阻器，表a、表b為電壓表或電流表．
（1）若表a為電流表、表b為電壓表，當(dāng)S閉合時(shí)，電流表的示數(shù)為1A，求此時(shí)滑動(dòng)變阻器R₂接入電路中的阻值；
（2）若定值電阻R₁的阻值為10Ω，并拆去電表a和b，當(dāng)S閉合時(shí)，移動(dòng)滑片P，求R₁消耗的最小電功率；
（3）若表a為電壓表、表b為電壓表，當(dāng)S閉合時(shí)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器R₂的滑片P，則兩表的示數(shù)變化量始終相同．

Answer 1

分析 （1）若表a為電流表、表b為電壓表，當(dāng)S閉合時(shí)，電路為R₂的簡(jiǎn)單電路，電流表測(cè)電路中的電流，根據(jù)歐姆定律求出此時(shí)滑動(dòng)變阻器R₂接入電路中的阻值；
（2）若定值電阻R₁的阻值為10Ω，并拆去電表a和b，當(dāng)S閉合時(shí)，R₁與R₂串聯(lián)，當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大時(shí)電路中的電流最小，R₁消耗的電功率最小，根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出電路中的電流，根據(jù)P=I²R求出R₁消耗的最小電功率；
（3）根據(jù)電路圖分析a、b分別為電流表或電壓表時(shí)兩表示數(shù)的變化關(guān)系，然后得出答案．

解答 解：（1）若表a為電流表、表b為電壓表，當(dāng)S閉合時(shí)，電路為R₂的簡(jiǎn)單電路，電流表測(cè)電路中的電流，
由I=$\frac{U}{R}$可得，此時(shí)滑動(dòng)變阻器R₂接入電路中的阻值：
R₂=$\frac{U}{I}$=$\frac{6V}{1A}$=6Ω；
（2）若定值電阻R₁的阻值為10Ω，并拆去電表a和b，當(dāng)S閉合時(shí)，R₁與R₂串聯(lián)，
當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大時(shí)，R₁消耗的電功率最小，
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，電路中的電流：
I′=$\frac{U}{{R}_{1}+{R}_{2大}}$=$\frac{6V}{10Ω+20Ω}$=0.2A，
R₁消耗的最小電功率：
P₁=（I′）² R₁=（0.2A）²×10Ω=0.4W；
（3）由電路圖可知：
①a、b均為電流表時(shí)，會(huì)造成電源短路；
②a、b兩表中一個(gè)為電流表、一個(gè)為電壓表時(shí)，電壓表測(cè)電源電壓，電流表測(cè)電路中的電流，滑片移動(dòng)時(shí)，電壓表的示數(shù)不變，電流表的示數(shù)發(fā)生變化；
③a、b均為電壓表時(shí)，R₁與R₂串聯(lián)，兩電壓表分別測(cè)兩電阻兩端的電壓，由串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和可知，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器R₂的滑片P時(shí)，兩表示數(shù)的變化量始終相同；
綜上可知，a、b均為電壓表．
答：（1）此時(shí)滑動(dòng)變阻器R₂接入電路中的阻值為6Ω；
（2）R₁消耗的最小電功率為0.4W；
（3）電壓；電壓．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了學(xué)生對(duì)于串并聯(lián)電路的理解和掌握，分析電路狀態(tài)結(jié)合串并聯(lián)電路特點(diǎn)、歐姆定律、電功率公式是解題關(guān)鍵．