Question

如图（a）所示的电路中，R₁的阻值为10欧，滑动变阻器R₂标有
“50Ω 3A”字样．闭合电键S后，电流表A₁的示数为0.6安．
求：
（1）电源电压U．
（2）在保证电路安全的前提下，变阻器R₂接入电路的最小电阻R₂．
（3）将变阻器R₂的滑片P移至某点时，某电流表的示数如图（b）所示，10秒内变阻器R₂所消耗的电能W₂．

Answer 1

解：（1）电源的电压：
U=U₂=U₁=I₁R₁=0.6A×10Ω=6V；
（2）电流表A的最大量程为3A，滑动变阻器允许通过的最大电流为3A，
所以在保证电路安全的前提下，干路的最大电流I=3A，
∵并联电路独立工作、互不影响，
∴通过R₁的电流I₁=0.6A不变，
通过滑动变阻器的最大电流I_2max=3A-0.6A=2.4A，
滑动变阻器接入电路的最小值R_2min===2.5Ω；
（3）由图b可知，电流表是测干路电流的，且量程为3A，分度值为0.1A，
所以干路电流I=1A，
通过滑动变阻器的最大电流I₂=I-I₁=1A-0.6A=0.4A，
10秒内变阻器R₂所消耗的电能W₂=UI₂t=6V×0.4A×10s=24J．
答：（1）电源电压为6V；
（2）在保证电路安全的前提下，变阻器R₂接入电路的最小电阻为2.5Ω；
（3）将变阻器R₂的滑片P移至某点时，某电流表的示数如图（b）所示，10秒内变阻器R₂所消耗的电能为24J．
分析：由电路图可知，两电阻并联，电流表A₁测R₁支路的电流，A测干路电流；
（1）根据并联电路的特点和欧姆定律求出电源的电压；
（2）根据滑动变阻器允许通过的最大电流和电流表A的最大示数确定干路的最大电流，再根据并联电路的特点确定通过滑动变阻器的最大电流，根据欧姆定律求出滑动变阻器接入电路的最小电阻；
（3）根据并联电路的特点可知，通过定值电阻的电流不变，故图b电流表的示数应是干路电流，根据并联电流的电流特点结合指针的位置可知电流表选用的是大量程，根据分度值读出干路电流，根据并联电路的电流特点求出通过滑动变阻器的电流，根据W=UIt求出10秒内变阻器R₂所消耗的电能．
点评：本题考查了并联电路的特点和欧姆定律、电功的计算，关键是公式和规律的应用，难点是电路最大电流的确定和电流表示数的确定．