题目内容
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．
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．
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=
=
=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=
×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．
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 |
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 |
| R1 |
| R |
| 150Ω |
| 150Ω+24Ω |
∵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．
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