Question

【题目】如图（a）所示的电路，电源电压保持不变，R1的阻值为10欧，滑动变阻器R2上标有“50Ω 1A”的字样．闭合电键后，电流表的示数为0.8安．求：

①R1的两端电压U1 ．
②10秒内电流对R1所做的功W1 ．
③若在电路中正确并联两个表盘如图（b）所示的电压表，在电路安全工作的情况下，滑片处于不同位置时两表的示数如表．请通过计算说明电压表的位置，及电流表的最小示数．

序号	V1 （伏）	V2 （伏）
1	15	3
2	15	5
3	15	7
4	15	9

Answer 1

【答案】解：①由I= 可得，R1两端电压：
U1=I1R1=0.8A×10Ω=8V；
②10秒内电流对R1所做的功：
W1=U1I1t=8V×0.8A×10s=64J；
③由表格数据可知，电压表V1的示数没有改变，则电压表V1并联在电源两端，且电源电压U=15V，
当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时，电路中的电流：
I= = =1.5A，
因串联电路中各处的电流相等，且滑动变阻器允许通过的最大电流为1A，
所以，R1两端的最大电压：U1大=I大R1=1A×10Ω=10V，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，R2两端的最小电压：U2小=U﹣U1大=15V﹣10V=5V，
由表中数据可知，电压表V2的示数可以达到3V，则电压表V2不可能并联在R2两端，
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，电路中的电流：
I小= = =0.25A．
R1的最小电压：
U1小=I小R1=0.25A×10Ω=2.5V，
所以，电压表V2应并联在R1两端，电路中的最小电流为0.25A．
答：①R1的两端电压为8V；
②10秒内电流对R1所做的功为64J；
③电压表V1并联在电源两端，电压表V2应并联在R1两端，电路中的最小电流为0.25A．
【解析】（1）知道电路中的电流和R1的阻值，根据欧姆定律求出R1两端的电压；（2）根据W=UIt求出10秒内电流对R1所做的功；（3）由表格数据可知，电压表V1的示数不变，且电源的电压保持不变，据此可知电压表V1并联在电源两端并得出电源的电压，根据欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的电阻为0时电路中的电流，然后与滑动变阻器允许通过的最大电流相比较确定电路中的最大电流，根据欧姆定律求出R1两端的最大电压，根据串联电路的电压特点求出R2两端的最小电压，根据表中数据可知V2的最小示数确定电压表V2不可能并联在R2两端；根据电阻的串联和欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的电阻最大时电路中的最小电流，根据欧姆定律求出R1的最小电压据此确定电压表V2的位置和电路中的最小电流．
【考点精析】关于本题考查的欧姆定律及其应用和电功的计算，需要了解欧姆定律的应用： ① 同一个电阻，阻值不变，与电流和电压无关 但加在这个电阻两端的电压增大时，通过的电流也增大．（R=U/I） ② 当电压不变时，电阻越大，则通过的电流就越小．（I=U/R） ③ 当电流一定时，电阻越大，则电阻两端的电压就越大．（U=IR）；电功计算公式：W=UIt（式中单位W→焦(J)；U→伏(V)；I→安(A)；t→秒）才能得出正确答案．