Question

【题目】如图所示电路中，电源电压恒定为12伏，定值电阻R1阻值为8欧，滑动变阻器R2上标有“40欧 1安”字样，电流表0﹣3安量程损坏．闭合电键，电流表示数为0.5安．求：

（1）定值电阻R1两端电压U1；
（2）整个电路消耗的电功率；
（3）在电路空缺处填入一个电压表及两个电键S1、S2 ， 在确保电路中各元件均正常工作的情况下，试通过改变电键状态和移动滑动变阻器的滑片P，在确保电压表有示数的情况下，使电压表示数变化量达到最大（电压表量程可以更换）．请通过计算说明电压表应接在之间（选填“AB”、“BC”、“BD”），并求出电压表示数变化量最大值△U ．

Answer 1

【答案】
（1）解：由I= 可得，定值电阻R1两端电压：

U1=I1R1=0.5A×8Ω=4V

答：定值电阻R1两端电压为4V

（2）解：整个电路消耗的电功率：

P=UI1=12V×0.5A=6W

答：整个电路消耗的电功率为6W

（3）解：AB,电流表的量程为0～0.6A,则电路中的最大电流为0.6A,此时R1两端的电压最大：U1大=I大R1=0.6A×8Ω=4.8V,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,滑动变阻器两端的最小电压：U2小=U﹣U1大=12V﹣4.8V=7.2V,当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,电路中的最小电流：I小= = =0.25A,R1两端的最小电压：U1小=I小R1=0.25A×8Ω=2V,因通过改变电键状态均可以使电压表的示数达到最大12V,且R1、R2两端的最小电压分别为2V、7.2V,所以,电压表并联在AB两端时,电压表示数的变化量达到最大,最大为△U=U﹣U1小=12V﹣2V=10V．答：电压表示数变化量最大值为10V．
【解析】根据电压和电流计算电阻，利用电压和电流计算电功率，利用电压的关系分析电压表所接的位置.