Question

在如圖1所示的電路中，電源電壓為18伏保持不變，電阻R1為10歐，閉合電鍵S后，電流表A的示數如圖2（a）所示．

①求電阻R1兩端的電壓U1。

②求此時滑動變阻器R2連入電路的阻值。

③現有標有“20Ω，2A”“50Ω，1A“字樣的滑動變阻器可供選擇，有一個表盤如圖2（b）所示的電壓表可接入電路．當選用標有　20Ω，2A　字樣的變阻器替換R2，并把電壓表接入　CD　兩點間時（選填“AB”，“CD”，“AB或CD”），在移動變阻器滑片P的過程中電壓表示數的變化量△U最大．求電壓表示數的最大變化量△U最大．

 

Answer 1

【解答】①由電路圖可知，R1與R2串聯，電流表測電路中的電流，

圖2（a）中電流表的量程為0～3A，分度值為0.5A，電路中的電流I=0.8A，

根據歐姆定律可得，電阻R1兩端的電壓：

U1=IR1=0.8A×10Ω=8V；

②∵串聯電路中總電壓等于各分電壓之和，

∴此時滑動變阻器兩端的電壓：

U2=U﹣U1=18V﹣8V=10V，

滑動變阻器R2連入電路的阻值：

R2===12.5Ω；

③由圖2（b）可知電壓表的最大示數為15V，若電壓表并聯在AB兩點間R1兩端的最大電壓為15V，若電壓表并聯在CD兩點間時R1兩端的最大電壓可達到18V，

∴電壓表應并聯在CD兩點間在移動變阻器滑片P的過程中電壓表示數的變化量△U最大；

當滑動變阻器接入電路中的電阻為0時，R1兩端的電壓等于電源的電壓，滑動變阻器兩端的電壓為0，此時電路中的電流最大，

Imax===1.8A＞1A，

∴滑動變阻器的規格為“20Ω，2A”，

當滑動變阻器接入電路中的電阻最大時，滑動變阻器兩端的電壓最大，即電壓表的示數最大，

∵串聯電路中總電阻等于各分電阻之和，

∴電路中的最小電流：

Imin===0.6A，

電壓表的最大示數：

U2′=IminR2′=0.6A×20Ω=12V，

∴△U最大=12V．

答：①求電阻R1兩端的電壓U1為8V；②此時滑動變阻器R2連入電路的阻值為12.5Ω

③20Ω，2A；CD；電壓表示數的最大變化量為12V