Question

【題目】如圖所示電路中，滑動變阻器R2是規格為“10歐 2安”和“20歐 2安”中的一個。若在電路中并聯一個電壓表，閉合電鍵S，當滑動變阻器滑片位于中點時，電流表的示數為0.8安，電壓表的示數如圖（a）所示，繼續移動滑片P到達某一端點，電壓表示數如圖（b）所示。

①請判斷所選用變阻器的規格是_____；電壓表V并聯在_____兩端。

②求：電阻R1的阻值_______及電源電壓U__________。

③在電路各元件都正常工作的情況下，求：電阻R1消耗電功率的最大值P1最大_____________。

Answer 1

【答案】 “20Ω 2A” R 5Ω 12V 20W

【解析】①②閉合電鍵S，當滑動變阻器滑片位于中點時，電流表的示數為0.8安，電壓表的示數如圖（a）所示，電壓表量程為0～15V，示數為4V，假如電壓表并聯在R1兩端，由I得，R15Ω，繼續移動滑片P到達某一端點，電壓表示數如圖（b）所示，如果移動到最左端，U＝UV＝U1′＝12V，串聯電路的電流都相等：I＝I1＝I2，滑動變阻器滑片位于中點時，R210Ω，R2＝20Ω，符合題意；繼續移動滑片P到達某一端點，電壓表示數如圖（b）所示，如果移動到最右端，U1″＝2.4V，根據串聯電路和歐姆定律：U＝U1IR2，假設R2＝20Ω，U＝4V0.8A20Ω＝12V，U＝U1″I′R2，12V＝2.4VI′20Ω，解得I′＝0.48A；假如電壓表并聯在R2兩端，由I得， R25Ω，R2＝10Ω，繼續移動滑片P到達某一端點，電壓表示數如圖（b）所示，如果移動到最右端，U2′＝2.4V，根據串聯電路的特點電阻越大分配的電壓越多，不和題意舍去，故電壓表U2′＝12V，I21.2A，根據I可知當電路中電阻增大時，電流減小，I1應大于I2，故R2＝10Ω不合題意；所選用變阻器的規格是“20Ω 2A”，電壓表V并聯在R1兩端；③已知I1＝0.8A，故電流表量程為0～3A，變阻器的規格是“20Ω 2A”，電路中最大電流Imax＝2A，電阻R1消耗電功率的最大值P1最大＝U1I1max＝I1max2R1＝（2A）25Ω＝20W。