Question

【题目】在如图所示电路中，电源电压4.5伏保持不变，变阻器上标有“20Ω，2A”字样．闭合开关S后，电流表和电压表指针的位置分别如图所示．

【1】求此时变阻器R2连入电路的电阻值．

【2】求电流在1min内通过电阻R1所做的功．

【3】通过计算说明，在电路安全工作前提下，移动变阻器滑片P，电表示数能否达到所选量程的最大值．

Answer 1

【答案】

【1】 7

【2】 43.2J

【3】 电压表能，电流表不能

【解析】

电流表示数为0.3A，电压表示数为2.1V。

【1】变阻器连入电路的阻值R2=U/I=2.1V/0.3A=7Ω

【2】通过R1的电流是0.3A，R1两端的电压是4.5V-2.1V=2.4V，所以通过电阻R1所做的功率为P=U1I1=2.4V×0.3A=0.72W，所以所做的功是W=Pt=0.72W×60s=43.2J

【3】R1电阻是R1=U1/I1=2.4V/0.3A=8Ω

电流表最大值I大=0.6A，此时总电阻R=U/I大=4.5V/0.6A=7.5Ω<8Ω

所以电流表无法达到所选量程的最大值。

当电压表最大示数时U大=3V，U1=1.5V，电压之比为2：1，电阻之比为2：1，所以变阻器为2×8Ω=16Ω<20Ω小于滑动变阻器最大电阻。

所以电压表可以达到最大值。