Question

【題目】在“用電流表測并聯電路中電流”的實驗中，小明同學連接的電路如圖家所示．

（1）請在原圖上只改動一根導線，使兩只電流表分別測干路和支路的電流．（要求：在需改線上畫“×”，將改動后的導線畫出，導線不許交叉）
（2）電路改正后，兩電流表指針的偏轉角度相同，如圖乙所示，電阻R1和R2的電流分別是 A和 A．
（3）電阻R1和R2的阻值之比是 ．
（4）【拓展】
小明又用另外兩個燈泡、滑動變阻器和電源等連接了如圖丙所示的電路，已知電源電壓12V，滑動變阻器標有“10Ω 1A”字樣，燈L1、L2分別標有“6V 6W”和“3V 3W”字樣．當只閉合S1、S3時，滑動變阻器滑片P位于某位置，燈L1、L2均正常發光，則通過燈L1的電流為 A，滑動變阻器消耗的電功率為P1 ， 若此時只閉合S1、S2 ， 為保證燈L1正常發光，滑片P應向移動 （選填“左”或“右”），滑動變阻器消耗的電功率為P2 ， 則P1：P2= ．

Answer 1

【答案】
（1）

解：原電路中，電流表A2、R1被短路，電路中只有R2與電流表A1串聯；

因電流表與待測電路串聯，電流表A1連接在干路上，測總電流，電流表A2與R1串聯，測通過R1的電流，將連接電流表A1左接線柱與電流表A2的右接線柱的連線去掉，將電流表A2的右接線柱與電阻R2的右接線柱連接起來，將如下圖1所示：

（2）0.36；1.44
（3）4：1
（4）1；右；1：2
【解析】解： （2）電路改正后，兩電流表指針的偏轉角度相同，如圖乙所示，根據并聯電路電流等于各支路電流之和，故A1的示數應大于A2的示數，故A1按大量程讀數，分度值為0.1A，示數為1.8A；
A2按小量程讀數，分度值為0.02A，示數為0.36A，通過R1的電流為I1=0.36A，
通過R2的電流為I2=1.8A﹣0.36A=1.44A；
（3）因兩電阻并聯，兩電阻的電壓相等，即I1R1=I2R2 ， 根據分流原理：電流的分配與電阻成比，
= = = ，即電阻R1和R2的阻值之比是4：1；
（4）燈L1標有“6V 6W”表示：燈L1的額定電壓為6V，額定功率為6W；
L2“3V 3W”表示：燈L2的額定電壓為3V，額定功率為3W；
根據P=UI，燈正常發光時，通過燈L1的電流為I1= = =1A；燈L1的電阻RL1= =6Ω，
同理，通過燈L2的電流I2= =1A，燈L2的電阻RL2= = =3Ω；
當只閉合S1、S3時，滑動變阻器滑片P位于某位置，變阻器滑片以左電阻絲與兩燈串聯，如下圖2所示：

因燈L1、L2均正常發光，所以，燈L1、L2的電壓分別為額定電壓U1=6V，U2=3V，由串聯電路電壓的規律，變阻器的電壓為U滑1=12V﹣6V﹣3V=3V，兩燈正常發光時的電流大小為I1=I2=1A，由串聯電路電路的規律，通過變阻器的電流也為1A，變阻器連入電路中的電阻R滑1= =3Ω；
若此時只閉合S1、S2 ， 燈與變阻器滑片以右電阻絲串聯，如上圖3所示，此時變阻器連入電路中的電阻
R滑2=10Ω﹣3Ω=7Ω；
在上面的圖2中，R滑1=3Ω和燈L2串聯后再與燈L1串聯，即相當于燈L1與R串=3Ω+3Ω=6Ω的電阻串聯時，燈正常發光；
在圖3中，燈與R滑2=7Ω的電阻串聯，要使燈正常發光，故應減小變阻器變阻器連入電路中的電阻大小，使變阻器連入電路中的電阻為R′滑2=6Ω，燈即可正常發光，即滑片向右移動；
在上面的2、3圖中，燈L1均正常發光，通過電路的電流相等，根據串聯電路電流的特點，通過變阻器的電流也相等，根據P=I2R，
在兩種情況下，滑動變阻器消耗的電功率之比等于變阻器連入電路中的電阻之比，
即P1：P2=R滑1：R′滑2=3Ω：6Ω=1：2．
所以答案是：（1）如上圖1所示；（2）0.36；1.44；（3）4：1；（4）1：右；1：2．
【考點精析】掌握電功率的計算公式是解答本題的根本，需要知道計算電功率公式：P =W/t ；P=UI ; 式中單位P→瓦(w)；W→焦；t→秒；U→伏（V）；I→安（A）計算電功率還可用公式：P=I2R和P= U2/R．