Question

【題目】如圖所示，電源電壓保持不變，電阻R1的阻值為10歐，滑動變阻器R2標有“20 1A”字樣。閉合電鍵后移動滑片使電流表示數如圖中所示，已知通過R1的電流I1為0.6安，求：

（1）電源電壓U。

（2）此時滑動變阻器連入電路的阻值R2。

（3）重新移動滑片使電壓表V與電流表A示數的比值最小，求此時電路消耗的總功率P總。

Answer 1

【答案】（1）6V；（2）15Ω；（3）9.6W

【解析】

由電路圖可知，電阻R1與滑動變阻器R2并聯，電流表測干路電流。
（1）根據歐姆定律求出定值電阻R1兩端的電壓，即電源電壓；
（2）讀出電流表的示數，根據并聯電路的電流特點求出滑動變阻器的電流，根據歐姆定律即可求出滑動變阻器連入電路的阻值R2；
（3）根據歐姆定律可知電壓表V與電流表A示數的比值為電路的總電阻，所以比值最小時，干路上的電流最大，根據滑動變阻器的銘牌和電流表的量程判斷得出電路中最大電流，即可利用P=UI求出總功率P總。

由電路圖可知，電阻R1與滑動變阻器R2并聯，電流表測干路電流。

（1）R1兩端的電壓：U1=I1R1=0.6A×10Ω=6V；由并聯電路的電壓特點可得，電源電壓：U=U1=6V；

（2）由圖可知，電流表的量程為0～3A，其示數為1A，即干路電流I=1A；因并聯電路中干路電流等于各支路電流之和，所以通過滑動變阻器的電流：I2=I-I1=1A-0.6A=0.4A，此時滑動變阻器連入電路的阻值：；

（3）由可知電壓表V與電流表A示數的比值為電路的總電阻，該比值最小時，總電阻最小，則干路上的電流最大，因電流表的量程為3A，變阻器允許通過最大電流為1A，且滑片移動時通過R1的電流I1不變，則由并聯電路的電流特點可得，干路上的最大電流為：I最大=I1+I2最大=0.6A+1A=1.6A，所以此時電路消耗的總功率：P總=UI最大=6V×1.6A=9.6W。