问题 问答题

在如图所示的电路中,电源电压为18伏,定值电阻R1的阻值为12欧,闭合电键S,电流表的示数为0.5安.电流表、电压表的表盘如图(a)、(b)所示.求:

①电阻R1两端的电压;②电阻R2消耗的电功率;

③现有两个滑动变阻器,A:“50欧2安”和B:“150欧1安”,请选择其中一个替换定值电阻R1或R2.要求:选择适当的量程,闭合电键后,移动变阻器的滑片,在保证各元件都能正常工作的情况下,使电流表和电压表V1都能达到各自的最大值,且使电压表V2的变化量最大.

第一,为满足上述要求,应选用滑动变阻器______(选填“A”或“B”)替换定值电阻______(选填“R1”或“R2”).

第二,算出电路中电压表V2的最大变化量△U2

答案

由电路图可知,两电阻串联,电压表V1测R1两端的电压,电压表V2测R2两端的电压,电流表测电路中的电流.

①∵串联电路各处的电流相等,

∴根据欧姆定律可得,电阻R1两端的电压:

U1=IR1=0.5A×12Ω=6V;

②∵串联电路中总电压等于各分电压之和,

∴R2两端的电压:

U2=U-U1=18V-6V=12V,

电阻R2消耗的电功率:

P2=U2I=12V×0.5A=6W;

③R2的阻值为:

R2=

U2
I
=
12V
0.5A
=24Ω,

由上计算可知:电流表的量程为0~0.6A,两电压表的量程均为0~15V,

要使电流表和电压表V1都能达到各自的最大值,则与电压表V1并联的电阻应替换为阻值最大变阻器;

所以用滑动变阻器替换定值电阻R1

当电流表A的示数最大,即Imax=0.6A时,

则电压表V2的示数最大为U2max=ImaxR2=0.6A×24Ω=14.4V,

当R1=150Ω时,

U1
U
=
R1
R
,U1=
R1
R
U=
150Ω
150Ω+24Ω
×18V=15.51V,

∵电压表V1的量程为0~15V,

∴U1最大=15V,

U2最小=U-U1最大=18V-15V=3V,

∴△U2=U2最大-U2最小=14.4V-3V=11.4V.

答:①电阻R1两端的电压为5.4V;

②电阻R2消耗的电功率为5.67W;

③第一,B;R1

第二,电压表V2的最大变化量△U2=11.4V.

单项选择题
问答题