Question

2．在图a所示的电路中，电源电压为16伏且保持不变，电阻R₁的阻值为10欧，滑动变阻器R₂上标有“50Ω  2Α”字样．所用电压表的表盘如图b所示，闭合电键S后，电路中的电流为0.4安．求：①电压表V₁的示数U₁．
②通电10秒，电流通过变阻器R₂所做的功W₂．
③在各电路元件均安全工作的条件下，移动变阻器的滑片，电路中电流的最大变化量△I_最大．

Answer 1

分析 ①已知电流与电阻，应用欧姆定律可以求出电压表示数．
②由串联电路特点求出电阻两端电压，由W=UIt求出电功公式．
③求出电路最大电流与最小电流，然后求出电流最大变化量．

解答 解：①由图示电路图可知，两电阻串联，电压表V₁测R₁两端电压，电压表V₂测R₂两端电压，
由I=$\frac{U}{R}$可知，电压表V₁的示数：U₁=IR₁=0.4A×10Ω=4V；
②电阻R₂两端电压：U₂=U-U₁=16V-4V=12V，
通电10秒，电流通过变阻器R₂所做的功：
W₂=U₂It=12V×0.4A×10s=48J；
③由图示电压表可知，最大量程为0～15V，
则R₁两端最大电压为15V，电路最大电流：I_max=$\frac{{U}_{1max}}{{R}_{1}}$=$\frac{15V}{10Ω}$=1.5A，
当滑动变阻器阻值全部接入电路时，电路电流最小：
I_min=$\frac{U}{{R}_{1}+{R}_{2}}$=$\frac{16V}{10Ω+50Ω}$≈0.27A，
电路中电流的最大变化量△I_最大=I_max-I_min=1.5A-0.27A=1.23A；
答：①电压表V₁的示数U₁为4V．
②通电10秒，电流通过变阻器R₂所做的功W₂为48J．
③在各电路元件均安全工作的条件下，移动变阻器的滑片，电路中电流的最大变化量△I_最大为1.23A．

点评 本题考查了求电压、电功与电流变化量，分析清楚电路结构，应用串联电路特点与欧姆定律即可正确解题．