Question

【題目】在如圖（a）所示的電路中，電源電壓為18伏保持不變，電阻R2的阻值為10歐，滑動(dòng)變阻器R1標(biāo)有“20Ω 1A”字樣，電流表、電壓表的表盤(pán)如圖（b）所示．閉合電鍵S，求：
（1）在移動(dòng)變阻器滑片P的過(guò)程中，電壓表V1示數(shù)的最小值．
（2）如果用另一個(gè)電阻R0和電源U分別替換電阻R2和原來(lái)的電源，并將另一個(gè)電壓表V2并聯(lián)在電源兩端．要求提供移動(dòng)滑片P能使三個(gè)電表偏離零刻度的角度相同．提供計(jì)算確定不同情況下滿(mǎn)足要求的R0的阻值和對(duì)應(yīng)電源電壓U的最大值．

Answer 1

【答案】
（1）解：由a圖可知，R1與R2串聯(lián)，電壓表V1測(cè)R2電壓，電流表測(cè)電路電流，當(dāng)滑片于最左端時(shí)，R2未接入電路，電壓表示數(shù)為最小值0

（2）解：用另一個(gè)電阻R0和電源U分別替換電阻R2和原來(lái)的電源，并將另一個(gè)電壓表V2并聯(lián)在電源兩端，替換后電路如圖1所示，由圖可知，R0與R1串聯(lián)，電壓表V1測(cè)R1兩端電壓U1，電壓表V2測(cè)電源電壓U，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓規(guī)律可知：U=U0+U1，即電壓表V2的示數(shù)會(huì)大于V1的示數(shù)，要使它們的指針偏轉(zhuǎn)解度相同，可知電壓表V1采用0﹣3V量程，最小分度0.1V，電壓表V2采用0﹣15V量程，最小分度為0.5V，電壓表、電流表的指針偏離零刻度線的角度恰好相同，則指針偏轉(zhuǎn)的格數(shù)n相等，R0兩端電壓：U0=U﹣U1=5U1﹣U1=4U1

若電流表采用0﹣0.6A量程，最小分度值為0.02A，電路中最大電流I大=0.6A，當(dāng)三表的偏轉(zhuǎn)角度相同（即指針偏轉(zhuǎn)的格數(shù)n相等）時(shí)，

R1的電阻：R1= = =5Ω，

R0的電阻：R0= = =4×5Ω=20Ω，

電源最大電壓：U大=（R1+R0）I大=（5Ω+20Ω）×0.6A=15V；

若電流表采用0﹣3A量程，最小分度值為0.1A，電路中最大電流I大=3A，當(dāng)三表的偏轉(zhuǎn)角度相同（即指針偏轉(zhuǎn)的格數(shù)n相等）時(shí)，

R1的電阻：R'1= = =1Ω，

R0的電阻：R'0= = =4×1Ω=4Ω，

電源最大電壓：U'大=I'大（R'1+R'0）=（1Ω+4Ω）×3A=15V

【解析】（1）分析電路連接方式，分析電流表電壓表測(cè)量對(duì)象，根據(jù)串聯(lián)電路的特點(diǎn)結(jié)合歐姆定律解題；（2）畫(huà)出替換后的電路圖，根據(jù)不同電壓表的測(cè)量對(duì)象判斷采用的量程，根據(jù)電流表的量程不同，確定R0所提供的阻值，據(jù)此解題．
【考點(diǎn)精析】掌握歐姆定律及其應(yīng)用是解答本題的根本，需要知道歐姆定律的應(yīng)用： ① 同一個(gè)電阻，阻值不變，與電流和電壓無(wú)關(guān) 但加在這個(gè)電阻兩端的電壓增大時(shí)，通過(guò)的電流也增大．（R=U/I） ② 當(dāng)電壓不變時(shí)，電阻越大，則通過(guò)的電流就越�。�（I=U/R） ③ 當(dāng)電流一定時(shí)，電阻越大，則電阻兩端的電壓就越大．（U=IR）．