Question

在如圖所示電路中，電源電壓不變．滑動變阻器R₂上標有“50歐  3安”字樣，當S閉合、S₁斷開，滑動變阻器的滑片P在最右端位置時，電流表A的示數為0.2安；閉合電鍵S₁后，電流表A的示數變化了0.5安．求：
（1）電源電壓；
（2）R₁的電阻值；
（3）通電60秒鐘，電流通過R₁所消耗的電能；
（4）在移動滑片P的過程中，某同學發現兩電流表的指針偏轉快慢相同，在不超過電表量程的條件下，求R₂消耗的最大功率？

Answer 1

【答案】分析：當S閉合、S₁斷開，電路為滑動變阻器最大阻值的簡單電路，電流表A測電路中的電流，根據歐姆定律求出電源電壓；根據并聯電路的電壓特點和歐姆定律求出R₁的電阻值；根據W=UIt求出通電60秒鐘電流通過R₁所消耗的電能；
在移動滑片P的過程中，根據兩電流表的指針偏轉快慢相同確定兩電流表的量程，再根據不超過電表量程確定兩電表的示數，最后根據P=UI求出R₂消耗的最大功率．
解答：解：（1）電源電壓為U=U₂=I₂R₂=0.2A×50Ω=10V；
（2）R₁的電阻值為R₁===20Ω；
（3）通電60秒鐘電流通過R₁所消耗的電能為W₁=U₁It=10V×0.5A×60s=300J；
（4）A₁表選0～0.6A，A表選0～3A時A₁表滿刻度0.6A，則A表1.1A 不能滿足指針快慢相同；
所以A₁表、A表只能選0～3A滿足指針快慢相同條件，
當A表滿刻度時I₂′=I-I₁=2.5A，
P₂=U I₂′=10V×2.5A=25W．
答：電源電壓為10V；R₁的電阻值為20Ω；通電60秒鐘電流通過R₁消耗的電能為300J；R₂消耗的最大功率為25W．
點評：本題考查了學生對歐姆定律、電功和電流表正確使用的掌握和運用，能根據兩電流表的指針偏轉快慢相同確定兩電表的量程和根據不超過電表量程確定兩電表的示數是解決本題的關鍵．