Question

【題目】如圖所示的電路中，電源電壓為18V且保持不變，R1的阻值為10Ω，滑動變阻器R2 上標有“40Ω 2A”字樣。電流表量程“0~0.6A”，電壓表量程“0~15V”，閉合開關 S 后，電流表示數為0.4A。

(1)求此時R1兩端的電壓U1 以及R1的功率；

(2)此時滑動變阻器接入的阻值是多少；

(3)若用定值電阻R0替換電阻R1，保證電路安全，在移動滑片P的過程中，電流表示數能達到滿偏的三分之二，求電阻R0的阻值范圍。

Answer 1

【答案】(1)4V；1.6W；(2)35Ω；(3)5Ω≤R0≤37.5Ω

【解析】

(1)由圖可知，電阻R1和變阻器R2串聯，電流表測量串聯電路的電流，電壓表測量R1兩端的電壓，串聯電路中各處的電流相等，通過R1的電流為0.4A，由歐姆定律得到R1兩端的電壓

U1=IR1=0.4A×10Ω=4V

R1的功率

P1=U1I=4V×0.4A=1.6W

(2)由串聯電路電壓的規律可知變阻器兩端的電壓

U2=U-U1=18V-4V=14V

串聯電路中各處的電流相等，通過變阻器R2的電流為0.4A，滑動變阻器接入的阻值

R2==35Ω

(3)電流表量程是0~0.6A，電流表的最大測量值是0.6A，用定值電阻R0替換電阻R1，保證電路安全，在移動滑片P的過程中，電流表示數能達到滿偏的三分之二，可以得到通過電路的電流

I′=×0.6A=0.4A

電壓表量程是0~15V，定值電阻兩端的最大電壓是15V，所以電阻R0的最大值

R0最大==37.5Ω

在移動滑片P的過程中，電流表示數都能達到0.4A，由歐姆定律，電路中的總電阻可達到

R總==45Ω

因變阻器的最大電阻為40Ω，根據電阻的串聯，電阻R0的最小阻值為

R0最小=45Ω-40Ω=5Ω

電阻R0的阻值范圍是5Ω≤R0≤37.5Ω。

答：(1)R1兩端的電壓是4V，R1的功率是1.6W；

(2)此時滑動變阻器接入的阻值是35Ω；

(3)電阻R0的阻值范圍是5Ω≤R0≤37.5Ω。