Question

如图所示电路中，电源电压为8伏且不变，滑动变阻器R₂上标有“50Ω  1.5A”字样，两电表为学校实验室常用电表．闭合电键S，移动滑片到某位置时，电压表、电流表的示数分别为6伏和0.2安．求：
①滑动变阻器R₂接入电路的阻值；
②此时电流通过R₁消耗的电功率P₁；
③选择合适量程，在移动滑动变阻器滑片的过程中，使两电表都能达到满刻度．
第一，请写出两电表所选的量程，并分别简述理由；
第二，在图（b）中标出电压表示数最小时指针的位置．

Answer 1

分析：由电路图可知，定值电阻R₁与滑动变阻器R₂串联，电压表测R₂两端的电压，电流表测电路中的电流．
（1）根据欧姆定律求出滑动变阻器R₂接入电路的阻值；
（2）根据串联电路的电压特点求出R₁两端的电压，根据P=UI求出R₁消耗的电功率；
（3）第一、使两电表都能达到满刻度时，根据电源的电压确定电压表的量程；根据滑动变阻器允许通过的最大电流确定电流表的量程；
第二、当电流表的示数最大时，滑动变阻器接入电路中的电阻最小，根据欧姆定律求出R₁两端的电压，根据串联电路的电压特点求出电压表的最小示数，然后标出指针的位置．

解答：解：由电路图可知，定值电阻R₁与滑动变阻器R₂串联，电压表测R₂两端的电压，电流表测电路中的电流．
①根据欧姆定律可得，滑动变阻器R₂接入电路的阻值：
R₂=

U2

I

=

6V

0.2A

=30Ω；
②∵串联电路中总电压等于各分电压之和，
∴R₁两端的电压：
U₁=U-U₂=8V-6V=2V，
R₁消耗的电功率：
P₁=U₁I=2V×0.2A=0.4W；
③第一、在移动滑动变阻器滑片的过程中，使两电表都能达到满刻度，
∵滑动变阻器允许通过的最大电流为1.5A＜3A，
∴电流表选0～0.6A的量程，
∵电源电压为8V＜15V，
∴电压表选0～3V量程；
第二、当电流表的示数为0.6A时，滑动变阻器接入电路中的电阻最小，
R₁两端的电压：
U₁′=I′R₁=0.6A×10Ω=6V，
则电压表的最小示数：
U_滑小=U-U₁′=8V-6V=2V，
指针的位置如下图所示：

点评：本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，关键是会根据滑动变阻器允许通过的最大电流确和电源的电压确定两电表的量程．