Question

在如图所示的电路中，电源电压为18V且不变，电阻R₁为50Ω，滑动变阻器R₂上标有“20Ω 1A”的字样．电压表量程0-15V，电流表量程0-0.6A．闭合开关S后，电流表的示数为0.3A．求：
（1）电阻R₁两端的电压U₁
（2）变阻器连入电路中的电阻R2
（3）用15Ω的定值电阻R₃替换电阻R₁，移动变阻器滑片P使电流表达到满刻度时，求出变阻器R₂所消耗的电功率P₂'．

Answer 1

解：（1）因两电阻串联，
所以I=I₂=I₁=0.3A，
U₁=I₁R₁=0.3A×50Ω=15V；
（2）变阻器两端的电压U₂=U-U₁=18V-15V=3V，
R₂===10Ω；
（3）定值电阻R₃替换电阻R₁后，当电路中的电流I′=0.6A时，
R₃两端的电压U₃=I′R₃=0.6A×15Ω=9V，
此时变阻器两端的电压U₂′=U-U₃=18V-9V=9V，
此时R₂所消耗的电功率P₂'=U₂′I′=9V×0.6A=5.4W．
答：（1）电阻R₁两端的电压为15V；
（2）变阻器连入电路中的电阻10Ω；
（3）R₃替换R₁电流表达到满刻度时R₂消耗的电功率为5.4W．
分析：（1）两电阻串联，电流相等，已知R1的阻值和电流表示数，根据U=IR可求R₁两端的电压；
（2）根据串联电路的电压特点求出变阻器两端的电压，根据欧姆定律求出其接入电路的电阻值；
（3）定值电阻R₃替换电阻R₁后，先根据欧姆定律求出电流表达到满刻度时R₃两端的电压，再根据串联电路电压特点求出变阻器R₂两端的电压，最后根据P=UI求出其电功率．
点评：本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率的计算，因题中条件已给出，难度不大．