Question

【題目】將電阻R1接在電壓為16伏的電源兩端，R1的阻值為10歐。

①求通過電阻R1的電流I1。

②求通電10秒鐘，電流通過電阻R1所做的功W1。

③現有表盤如圖1所示的電流表、電壓表，以及分別標有“20Ω 2A”“50Ω 1A”字樣的滑動變阻器兩個。選取一個變阻器與電阻R1并聯、另一個變阻器與電阻R1串聯，如圖2（a）（b）所示。若要使電流表A1示數Ia與電流表A2示數Ib的比值最小，可通過閉合或斷開開關S1、S2及移動變阻器的滑片，請說明兩電路所選擇的變阻器、開關的狀態，并求Ia與Ib的比值。

Answer 1

【答案】(1)1.6A(2)1600J(3)8∶99

【解析】

[1]根據歐姆定律可得

[2]根據公式

[3]當S2斷開，(b)圖為串聯電路，當S2閉合，滑動變阻器被短路，所以(b)圖為串聯電路，(a)圖為并聯電路，即S1閉合，S2斷開。

若要使電流表A1示數Ia與電流表A2示數Ib的比值最小，所以電流表A1測串聯電路電流，A2測并聯電路電流，即(b)圖電流較小，選擇電阻更大的滑動變阻器“50Ω 1A”， (a)圖選擇“20Ω 2A”， (b)圖滑動變阻器調到電阻最大，得

當(a)圖的滑動變阻器調節阻值到零時，電路短路，電流很大，超過電流表量程，所以調節滑動變阻器，直到電流表示數最大，Ib=3A。

所以

答：(1) 通過電阻R1的電流I1 =1.6A。

(2) 通電10秒鐘，電流通過電阻R1所做的功W1=1600J 。

(3) Ia與Ib的比值為8∶99 。