Question

在圖（a）所示的電路中，電源電壓為12伏且保持不變，滑動(dòng)變阻器R₂上標(biāo)有“50Ω　2A”字樣．閉合電鍵S后，電流表A的示數(shù)為0.3安，電壓表V的示數(shù)為6伏．求：
①此時(shí)滑動(dòng)變阻器R₂消耗的電功率P₂．
②定值電阻R₁的阻值．
③現(xiàn)設(shè)想選擇合適的電表量程，并移動(dòng)變阻器R₂的滑片P，要求：電壓表V的指針處于圖（b）所示的位置．小明同學(xué)認(rèn)為應(yīng)向左移動(dòng)滑片P，小華同學(xué)認(rèn)為應(yīng)向右移動(dòng)滑片P．請(qǐng)通過計(jì)算分別說明兩位同學(xué)的操作是否符合要求，并求出電壓表V的指針處于該位置時(shí)的電流表示數(shù)．

Answer 1

解：①滑動(dòng)變阻器R₂消耗的電功率P₂=U₂I₂=U₂ I=6V×0.3A=1.8W，
②電阻R₁兩端電壓U₁=U-U₂=12V-6V=6V，
∵I=，
∴電阻R₁===20Ω；
③若向右移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P，
當(dāng)變阻器R₂連入電路的阻值最大時(shí)，電壓表V的示數(shù)最大，
∵I=，
∴U_V=IR₂=R₂=×50Ω≈8.6V
電壓表應(yīng)選大量程，由圖（b）所示可知，此時(shí)電壓表示數(shù)為10V．
則滑動(dòng)變阻器滑片不能向右移動(dòng)，小華的操作是錯(cuò)誤的，小明的操作是正確的．
電壓表選擇小量程，由圖（b）可知電壓表示數(shù)為U₂′=2伏，
此時(shí)U₁′=U-U₂′=12V-2V=10V，
電路電流I′===0.5A；
答：①滑動(dòng)變阻器R₂消耗的電功率為1.8W．
②定值電阻R₁的阻值為20Ω．
③小華的操作是錯(cuò)誤的，小明的操作是正確的；
電壓表V的指針處于該位置時(shí)的電流表示數(shù)為0.5A．
分析：①已知電壓與電流，由P=UI求出滑動(dòng)變阻器R₂消耗的電功率P₂．
②由串聯(lián)電路特點(diǎn)求出定值電阻R₁的電壓，然后由歐姆定律求出它的阻值．
③假設(shè)電壓表選擇大量程，求出電壓表的最大示數(shù)，根據(jù)圖（b）判斷假設(shè)是否正確；
如果假設(shè)不正確，則電壓表選擇小量程，由圖示電壓表讀出其示數(shù)，然后由串聯(lián)電路特點(diǎn)及歐姆定律求出電流表示數(shù)．
點(diǎn)評(píng)：本題考查了求電功率、電阻、電流問題，分析清楚電路結(jié)構(gòu)、應(yīng)用串聯(lián)電路特點(diǎn)、歐姆定律、電功率公式即可正確解題．