Question

在圖所示的電路中，電源電壓為18伏，定值電阻R₁的阻值為12歐，閉合電鍵S，電流表的示數為0.5安。電流表、電壓表的表盤如圖（a）、（b）所示。求：

① 電阻R₁兩端的電壓； ② 電阻R₂消耗的電功率；

③ 現有兩個滑動變阻器，A：“50歐 2安”和 B：“150歐 1安”，請選擇其中一個替換定值電阻R₁或R₂ 。 要求：選擇適當的量程，閉合電鍵后，移動變阻器的滑片，在保證各元件都能正常工作的情況下，使電流表和電壓表V₁都能達到各自的最大值，且使電壓表V₂的變化量最大。

第一，為滿足上述要求，應選用滑動變阻器__________（選填“A”或“B”）替換定值電阻___________________（選填“R₁”或“R₂”）。

第二，算出電路中電壓表V₂的最大變化量 △U₂。

Answer 1

① I=I₁=I₂=0.5A            

U₁＝I₁R₁＝0.5A×12Ω＝6V                            1分

② U₂＝U－U₁＝18V－6V＝12V

P₂= U₂I₂＝12 V×0.5A=6W                              2分

③ B    R₁                                                                    2分

   R₂= U₂/I=12V/0.5A＝24Ω                              

當I =0.6A時，

   U_2最大＝IR₂＝0.6A×24Ω＝14.4V                         1分

當R₁＝150Ω時，

          

所以 ，U_1最大＝15V ，                               

U_2最小＝U－U_1最大＝18V－15V＝3V                      1分

△U₂＝U_2最大－U_2最小＝14.4V－3V＝11.4V                 1分