Question

【題目】如圖所示電路中，電源電壓恒定為12伏，定值電阻R1阻值為8歐，滑動變阻器R2上標有“40歐 1安”字樣，電流表0﹣3安量程損壞．閉合電鍵，電流表示數為0.5安．求：

（1）定值電阻R1兩端電壓U1；
（2）整個電路消耗的電功率；
（3）在電路空缺處填入一個電壓表及兩個電鍵S1、S2 ， 在確保電路中各元件均正常工作的情況下，試通過改變電鍵狀態和移動滑動變阻器的滑片P，在確保電壓表有示數的情況下，使電壓表示數變化量達到最大（電壓表量程可以更換）．請通過計算說明電壓表應接在之間（選填“AB”、“BC”、“BD”），并求出電壓表示數變化量最大值△U ．

Answer 1

【答案】
（1）解：由I= 可得，定值電阻R1兩端電壓：

U1=I1R1=0.5A×8Ω=4V

答：定值電阻R1兩端電壓為4V

（2）解：整個電路消耗的電功率：

P=UI1=12V×0.5A=6W

答：整個電路消耗的電功率為6W

（3）解：AB,電流表的量程為0～0.6A,則電路中的最大電流為0.6A,此時R1兩端的電壓最大：U1大=I大R1=0.6A×8Ω=4.8V,因串聯電路中總電壓等于各分電壓之和,所以,滑動變阻器兩端的最小電壓：U2小=U﹣U1大=12V﹣4.8V=7.2V,當滑動變阻器接入電路中的電阻最大時,因串聯電路中總電阻等于各分電阻之和,所以,電路中的最小電流：I小= = =0.25A,R1兩端的最小電壓：U1小=I小R1=0.25A×8Ω=2V,因通過改變電鍵狀態均可以使電壓表的示數達到最大12V,且R1、R2兩端的最小電壓分別為2V、7.2V,所以,電壓表并聯在AB兩端時,電壓表示數的變化量達到最大,最大為△U=U﹣U1小=12V﹣2V=10V．答：電壓表示數變化量最大值為10V．
【解析】根據電壓和電流計算電阻，利用電壓和電流計算電功率，利用電壓的關系分析電壓表所接的位置.