Question

6．在圖（a）所示的電路中，電阻R₁的阻值為10歐，滑動(dòng)變阻器R₂上標(biāo)有“20Ω 2A”字樣，所用電流表的表盤如圖（b）所示．閉合電鍵S，通過(guò)R₁的電流為0.6安．求：
（1）電阻R₁兩端的電壓．
（2）變阻器的滑片P移至最右端后，10秒內(nèi)變阻器R₂消耗的電能．
（3）若用一個(gè)新的電源替換原來(lái)的電源，要求在移動(dòng)變阻器滑片P的過(guò)程中電流表示數(shù)的最大變化量為1.4安．請(qǐng)找出滿足條件的電源電壓．

Answer 1

分析 （1）由I=$\frac{U}{R}$計(jì)算R₁兩端的電壓；
（2）由圖知兩電阻并聯(lián)，P在右端時(shí)變阻器連入的阻值最大，由并聯(lián)電路特點(diǎn)和電功公式計(jì)算10秒內(nèi)變阻器R₂消耗的電能；
（3）由題知變阻器允許通過(guò)最大電流為2A，由電流表的最大變化量，根據(jù)歐姆定律計(jì)算電源電壓．

解答 解：
（1）由題知，R₁電阻和通它的電流，由I=$\frac{U}{R}$可得R₁兩端的電壓：
U₁=I₁R₁=0.6A×10Ω=6V；
（2）由圖a知，R₁與R₂并聯(lián)在電路中，
由并聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可知，U=U₂=U₁=6V，
變阻器的滑片P移至最右端時(shí)連入阻值為20Ω，10秒內(nèi)變阻器R₂消耗的電能：
W₂=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{2}}$t=$\frac{（6V）^{2}}{20Ω}$×10s=18J；
（3）電流表測(cè)變阻器支路上的電流，由變阻器R₂規(guī)格知，當(dāng)R₂連入阻值小時(shí)，通過(guò)它的電流為2A；當(dāng)R₂連入阻值最大時(shí)，通過(guò)它的電流最�。�
移動(dòng)變阻器滑片P的過(guò)程中電流表示數(shù)的最大變化量為1.4A，
即：△I=I_max-I_min=2A-$\frac{U}{20Ω}$=1.4A，
解得：U=12V．
答：（1）電阻R₁兩端的電壓為6V．
（2）變阻器的滑片P移至最右端后，10秒內(nèi)變阻器R₂消耗的電能為18J．
（3）若用一個(gè)新的電源替換原來(lái)的電源，要求在移動(dòng)變阻器滑片P的過(guò)程中電流表示數(shù)的最大變化量為1.4安．電源電壓為12V．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了并聯(lián)電路特點(diǎn)、歐姆定律及電功公式的應(yīng)用，關(guān)鍵是根據(jù)變阻器的規(guī)格確定電流表的變化．