Question

【题目】如图（a）所示的电路中，电源电压为16伏保持不变，定值电阻R1为5欧，滑动变阻器R2上标有“100Ω1A”字样。闭合开关S，电流表的示数为0.8安，所用电表的表盘如图（b）所示。求：

①电压表V1的示数U1；

②通电10秒钟，电流通过R2所做的功W2；

③在电路安全的情况下，移动变阻器滑片P，电压表V2示数的变化范围。

Answer 1

【答案】（1）4；（2）96；（3）11V～15V

【解析】

本题考查含滑动变阻器的动态电路取值范围问题，根据欧姆定律，串并联电路特点等分析求解。

开关S闭合时，R1、R2串联接入电路，电压表V1测量R1电压，电压表V2测量R2电压，电流表测量电路中的电流。

①由题意可知

所以电压表V1的示数U1为4V。

②由电路中的电压规律可知

通电10秒钟，电流通过R2所做的功W2为

③由①②可知，电流表选择的量程为0～3A，电压表V1、V2选择的量程为0～15V，由于滑动变阻器允许通过的最大电流为1A，在保证电路中各元件不损坏的情况下，向左移滑动变阻器使电路中的电流最大电流为1A，则R1电压有最大值

R2电压有最小值

所以为了保证电路安全电压表V2的最小示数为11V。

将滑动变阻器向右移，电路中的电流变小，当滑动变阻器滑片移到最右端时，U2的电压为

有因为电压表V2的最大量程为15V，所以为了保证电路安全电压表V2的最大示数为15V。

综上所述，电压表V2示数的变化范围为11V～15V。

答：①电压表V1的示数为4V；

②通电10秒钟，电流通过R2所做的功为96J；

③在电路安全的情况下，移动变阻器滑片P，电压表V2示数的变化范围为11V～15V。