Question

在圖　所示的電路中，電源電壓為15伏且不變，電阻R₁的阻值為20歐，滑動變阻器R₂上標有“100?　 1A”字樣．閉合電鍵S，電流表的示數為0.5安．求：
（1）電阻R₁兩端的電壓．
（2）此時滑動變阻器R₂消耗的電功率P₂．
（3）在移動變阻器滑片P的過程中，要求電路及電表均能正常工作，分別計算滑動變阻器R₂在不同情況下允許連入電路的可能阻值范圍．

Answer 1

解：（1）電阻R₁兩端的電壓為U₁=IR₁=0.5A×20Ω=10V；
（2）此時滑動變阻器R₂消耗的電功率為：
P₂=U₂I=（U-U₁）I=（15V-10V）×0.5A=2.5W；
（3）①當電壓表量程為0～3V時，電路中的最大電流為：
I'_最大===0.15A，
滑動變阻器的最小值為R_2最小===80Ω，
所以滑動變阻器連入電路的阻值范圍是80～100Ω；
②當電壓表量程為0～15V時，電路中的最大電流為：
I_最大″===0.75A；
若電流表量程為0～3A：
滑動變阻器連入電路的阻值范圍是0～100Ω，
若電流表量程為0～0.6A：
U_最大=I_最大R₁=0.6A×20Ω=12V，
R_2最小===5Ω，
滑動變阻器連入電路的阻值范圍是5～100Ω．
分析：（1）由電路圖可知，電阻R₁和滑動變阻器R₂串聯，電壓表測R₁兩端的電壓，電流表測電路中的電流；根據U=IR求出電阻R₁兩端的電壓；根據串聯電路電壓特點求出滑動變阻器R₂兩端的電壓，根據P=UI求出滑動變阻器R₂消耗的電功率．
（2）當電壓表量程為0～3V時，根據歐姆定律求出電路中的最大電流，結果小于0.6A此時電流表正常工作，根據歐姆定律求出滑動變阻器的最小值，即可得到滑動變阻器接入電路阻值的范圍；當電壓表量程為0～15V時，求出此時電流中的最大電流，然后根據電流表的不同量程確定電路的最大電流，以及相應滑動變阻器接入電路阻值的范圍．
點評：本題考查了串聯電路的特點和歐姆定律的計算，以及電壓表、電流表的正確使用；關鍵是電路串并聯的辨別；難點是兩電表正常使用時滑動變阻器接入電路阻值范圍的確定，解題時應從電壓表著手．