Question

在圖 （a）所示的電路中，電源電壓為6伏且保持不變，電阻R₁的阻值為10歐，滑動(dòng)變阻器R₂上標(biāo)有“50Ω  2A”字樣．閉合電鍵S，移動(dòng)滑片P到某位置時(shí)，電壓表V₁的示數(shù)如圖（b）所示，電流表A的指針指在圖 （c）的某個(gè)位置．求：
（1）電阻R₁消耗的電功率．
（2）滑動(dòng)變阻器R₂接入電路的阻值．
（3）若改變滑片P的位置，請(qǐng)判斷下列情況是否可能出現(xiàn)：①電壓表V₁與電流表A指針偏離零刻度線的角度相同，______（可能/不可能）．②電壓表V與電流表A指針偏離零刻度線的角度相同，______（可能/不可能）．若有可能，請(qǐng)求出R₂的值．

Answer 1

【答案】分析：由電路圖可知，電阻R₁與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電壓表V₁測(cè)R₁兩端的電壓，V測(cè)電源的電壓，電流表測(cè)電路中的電流；
（1）根據(jù)電源的電壓確定電壓表V₁的量程并讀出其大小，根據(jù)歐姆定律求出電路中的電流，利用P=UI求出電阻R₁消耗的電功率；
（2）利用串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)和電流特點(diǎn)求出滑動(dòng)變阻器兩端的電壓和通過的電流，再根據(jù)歐姆定律求出其大�。�
（3）①若電壓表V₁、電流表指針偏離零刻度線的角度恰好相同，即設(shè)為偏轉(zhuǎn)n格時(shí)，此時(shí)V₁的示數(shù)為0.1n，電流表的示數(shù)為0.02n，由歐姆定律可得R₁==5Ω≠10Ω，所以此種情況不可能；
②電壓表V的示數(shù)恒為6V，根據(jù)判斷的角度相同可知電流表的示數(shù)，再根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)和歐姆定律求出滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，最后根據(jù)歐姆定律求出滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻．
解答：解：（1）由電路圖可知，R₁、R₂串聯(lián)，且U=6V，
所以電壓表V₁的量程為0～3V，分度值為0.1V，故U₁=2V，
電路中的電流為I=I₂=I₁===0.2A，
電阻R₁消耗的電功率為P₁=U₁I₁=2V×0.2A=0.4W；
（2）滑動(dòng)變阻器兩端的電壓為U₂=U-U₁=6V-2V=4V，
所以R₂===20Ω；
（3）①不可能；②可能．
電壓表V的示數(shù)為6伏，指針偏離零刻度線12格；
滑片P移動(dòng)過程中，電流表A示數(shù)最大值為0.6安，電流表A指針也偏離零刻度線12格，
所以 I′=0.24A，
此時(shí)活動(dòng)變阻器兩端的電壓為U₂′=U-U₁′=U-I′R₁=6V-0.24A×10Ω=3.6V，
所以R₂′===15Ω．
答：（1）電阻R₁消耗的電功率為0.4W．
（2）滑動(dòng)變阻器R₂接入電路的阻值為20Ω．
（3）①不可能
②可能，R₂的值為15Ω．
點(diǎn)評(píng)：本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律以及電功率的計(jì)算；關(guān)鍵點(diǎn)：一是根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)確定電壓表的量程和示數(shù)，二是知道電流表和電壓表偏離零刻度線的角度相同時(shí)對(duì)應(yīng)的大�。�