Question

【题目】如图所示的电路中，电源电压为18V且保持不变，R1的阻值为10Ω，滑动变阻器R2 上标有“40Ω 2A”字样。电流表量程“0~0.6A”，电压表量程“0~15V”，闭合开关 S 后，电流表示数为0.4A。

(1)求此时R1两端的电压U1 以及R1的功率；

(2)此时滑动变阻器接入的阻值是多少；

(3)若用定值电阻R0替换电阻R1，保证电路安全，在移动滑片P的过程中，电流表示数能达到满偏的三分之二，求电阻R0的阻值范围。

Answer 1

【答案】(1)4V；1.6W；(2)35Ω；(3)5Ω≤R0≤37.5Ω

【解析】

(1)由图可知，电阻R1和变阻器R2串联，电流表测量串联电路的电流，电压表测量R1两端的电压，串联电路中各处的电流相等，通过R1的电流为0.4A，由欧姆定律得到R1两端的电压

U1=IR1=0.4A×10Ω=4V

R1的功率

P1=U1I=4V×0.4A=1.6W

(2)由串联电路电压的规律可知变阻器两端的电压

U2=U-U1=18V-4V=14V

串联电路中各处的电流相等，通过变阻器R2的电流为0.4A，滑动变阻器接入的阻值

R2==35Ω

(3)电流表量程是0~0.6A，电流表的最大测量值是0.6A，用定值电阻R0替换电阻R1，保证电路安全，在移动滑片P的过程中，电流表示数能达到满偏的三分之二，可以得到通过电路的电流

I′=×0.6A=0.4A

电压表量程是0~15V，定值电阻两端的最大电压是15V，所以电阻R0的最大值

R0最大==37.5Ω

在移动滑片P的过程中，电流表示数都能达到0.4A，由欧姆定律，电路中的总电阻可达到

R总==45Ω

因变阻器的最大电阻为40Ω，根据电阻的串联，电阻R0的最小阻值为

R0最小=45Ω-40Ω=5Ω

电阻R0的阻值范围是5Ω≤R0≤37.5Ω。

答：(1)R1两端的电压是4V，R1的功率是1.6W；

(2)此时滑动变阻器接入的阻值是35Ω；

(3)电阻R0的阻值范围是5Ω≤R0≤37.5Ω。