Question

在如圖所示的電路中，電阻R₁為20歐，滑動(dòng)變阻器R₂上標(biāo)有“50Ω  2A”字樣。當(dāng)電鍵S閉合時(shí)，電流表A₁的示數(shù)為0.9安，電流表A₂的示數(shù)為0.6安。求：

（1）電源電壓U。
（2）電阻R₁消耗的功率P₁。
（3）若電源電壓可變，電流表A₁選接“0~3A”量程，電源電壓取6~12伏之間某一值，現(xiàn)設(shè)想用定值電阻R₀來(lái)替換電阻R₁：
第一：要求：在移動(dòng)變阻器滑片P的過(guò)程中，電流表A₁的指針能達(dá)到滿刻度處�，F(xiàn)有阻值為10歐和15歐的兩個(gè)電阻R₀，滿足上述要求時(shí)應(yīng)選擇的電阻R₀的阻值為_(kāi)______歐。
第二：若電源電壓6伏，要求：在移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片P的過(guò)程中，能使兩電表的指針偏離零刻度線的角度相同，且電路正常工作。請(qǐng)通過(guò)計(jì)算求出電阻R₀的取值范圍。

Answer 1

①通過(guò)電阻R₁的電流為0.3A，變阻器R₂消耗的電功率為3.6W；
②第一，10歐．
第二，2.5；12．

解析試題分析：由圖可知，R₁R₂并聯(lián)，電流表A₁測(cè)總電流，電流表A₂測(cè)滑動(dòng)變阻器R₂的電流
（1）流過(guò)R₁的電流為：I₁=I－I₂=0.9A－0.6A=0.3A
電源電壓U=U₁=I₁R₁=0.3A×20Ω=6V
（2）電阻R₁消耗的功率P₁=U₁I₁=6V×0.3A=1.8W
（3）①第一、當(dāng)電源的電壓最大U=12V時(shí)，根據(jù)可得，通過(guò)10歐、15歐R₀電阻的電流分別為1.2A、0.8A，
因滑動(dòng)變阻器允許通過(guò)的最大電流為2A，故15Ω的電阻不可選，應(yīng)選10Ω的電阻；
第二、當(dāng)通過(guò)滑動(dòng)變阻器的電流為2A，且電源的電壓U=12V時(shí)，R₀的阻值最大，
當(dāng)電源的電壓U=6V，且滑動(dòng)變阻器的阻值最大時(shí)，R₀的阻值最小，
通過(guò)滑動(dòng)變阻器的電流
通過(guò)R₀的電流I₀=I-I_滑=3A-0.6A=2.4A，

即定值電阻R₀的取值范圍為2.5～12歐．
答：①通過(guò)電阻R₁的電流為0.3A，變阻器R₂消耗的電功率為3.6W；
②第一，10歐．
第二，2.5；12．
考點(diǎn)：并聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律的計(jì)算，以及電壓表的使用
點(diǎn)評(píng)：第一、因滑動(dòng)變阻器最大允許通過(guò)的電流為2A，所以通過(guò)R₀的電流應(yīng)大于1A，當(dāng)電源的電壓最大時(shí)，根據(jù)歐姆定律求出10歐和15歐兩個(gè)電阻通過(guò)的電流即可選擇電阻的規(guī)格．
第二、當(dāng)通過(guò)滑動(dòng)變阻器的電流為2A，且電源的電壓最大時(shí)，R₀的阻值最大；當(dāng)電源的電壓最小，且滑動(dòng)變阻器的阻值最大時(shí)，R₀的阻值最小，根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)和歐姆定律求出R₀的取值范圍．