Question

18．如圖（a）所示，電源電壓保持不變，定值電阻R₂的阻值為10歐，閉合電鍵后，通過R₂電流為0.6安，干路中的電流為1安，求：
（1）電源電壓U．
（2）定值電阻R₁消耗的電功率P₁．
（3）現(xiàn)有標有“20Ω  2A”、“50Ω  2A”字樣的滑動變阻器可供選擇，有一個表盤如圖（b）所示的電流表可接入電路．選擇變阻器變阻器替換其中一個電阻，閉合電鍵S，移動電阻器滑片P，使電流表示數(shù)的變化范圍為0.8安～2.6安，請通過計算說明選擇變阻器“50Ω 2A”替換R₁（選填“R₁”或“R₂”），并求出滑動變阻器的阻值范圍．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)并聯(lián)電路的電壓特點和歐姆定律求出電源電壓；
（2）根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點求出通過R₁的電流，根據(jù)P=UI求出定值電阻R₁消耗的電功率；
（3）由滑動變阻器的銘牌可知允許通過變阻器的最大電流，根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點求出通過滑動變阻器的電流最大時通過定值電阻的電流，然后與通過兩定值電阻的電流相比較確定滑動變阻器替換的電阻，根據(jù)并聯(lián)電路的電壓特點和歐姆定律求出滑動變阻器接入電路中的最小阻值；根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點求出電流表的示數(shù)最小時通過變阻器的電流，根據(jù)并聯(lián)電路的電壓特點和歐姆定律求出滑動變阻器接入電路中的最大阻值，然后得出答案．

解答 解：（1）因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，
所以，由I=$\frac{U}{R}$可得，電源的電壓：
U=I₂R₂=0.6A×10Ω=6V；
（2）因并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和，
所以，通過R₁的電流：
I₁=I-I₂=1A-0.6A=0.4A，
定值電阻R₁消耗的電功率：
P₁=U₁I₁=6V×0.4A=2.4W；
（3）由滑動變阻器的銘牌可知，允許通過變阻器的最大電流均為I_滑=2A，
當電流表的最大示數(shù)I_大=2.6A時，通過定值電阻的電流：
I_定=I_大-I_滑=2.6A-2A=0.6A，
因通過R₂電流為0.6A，通過R₁電流為0.4A，
所以，變阻器替換R₁，
滑動變阻器接入電路中的最小阻值：
R_滑=$\frac{U}{{I}_{滑}}$=$\frac{6V}{2A}$=3Ω，
當電流表的最小示數(shù)I_小=0.8A，通過滑動變阻器的最小電流：
I_滑′=I_小-I₂=0.8A-0.6A=0.2A，
滑動變阻器接入電路中的最大阻值：
R_滑′=$\frac{U}{{I}_{滑}′}$=$\frac{6V}{0.2A}$=30Ω＞20Ω，
所以，變阻器的規(guī)格為“50Ω  2A”，滑動變阻器的阻值范圍為3Ω～30Ω．
答：（1）電源電壓為6V；
（2）定值電阻R₁消耗的電功率2.4W；
（3）“50Ω  2A”；R₁；滑動變阻器的阻值范圍為3Ω～30Ω．

點評 本題考查了并聯(lián)電路的特點和歐姆定律、電功率公式的應用，會根據(jù)通過滑動變阻器的電流最大時通過電阻的電流確定變阻器替換的定值電阻和根據(jù)滑動變阻器接入電路中的最大阻值確定變阻器的規(guī)格是關鍵．