Question

【题目】在如图（a）所示的电路中，电源电压为18伏保持不变，电阻R2的阻值为10欧，滑动变阻器R1标有“20Ω 1A”字样，电流表、电压表的表盘如图（b）所示．闭合电键S，求：
（1）在移动变阻器滑片P的过程中，电压表V1示数的最小值．
（2）如果用另一个电阻R0和电源U分别替换电阻R2和原来的电源，并将另一个电压表V2并联在电源两端．要求提供移动滑片P能使三个电表偏离零刻度的角度相同．提供计算确定不同情况下满足要求的R0的阻值和对应电源电压U的最大值．

Answer 1

【答案】
（1）解：由a图可知，R1与R2串联，电压表V1测R2电压，电流表测电路电流，当滑片于最左端时，R2未接入电路，电压表示数为最小值0

（2）解：用另一个电阻R0和电源U分别替换电阻R2和原来的电源，并将另一个电压表V2并联在电源两端，替换后电路如图1所示，由图可知，R0与R1串联，电压表V1测R1两端电压U1，电压表V2测电源电压U，根据串联电路的电压规律可知：U=U0+U1，即电压表V2的示数会大于V1的示数，要使它们的指针偏转解度相同，可知电压表V1采用0﹣3V量程，最小分度0.1V，电压表V2采用0﹣15V量程，最小分度为0.5V，电压表、电流表的指针偏离零刻度线的角度恰好相同，则指针偏转的格数n相等，R0两端电压：U0=U﹣U1=5U1﹣U1=4U1

若电流表采用0﹣0.6A量程，最小分度值为0.02A，电路中最大电流I大=0.6A，当三表的偏转角度相同（即指针偏转的格数n相等）时，

R1的电阻：R1= = =5Ω，

R0的电阻：R0= = =4×5Ω=20Ω，

电源最大电压：U大=（R1+R0）I大=（5Ω+20Ω）×0.6A=15V；

若电流表采用0﹣3A量程，最小分度值为0.1A，电路中最大电流I大=3A，当三表的偏转角度相同（即指针偏转的格数n相等）时，

R1的电阻：R'1= = =1Ω，

R0的电阻：R'0= = =4×1Ω=4Ω，

电源最大电压：U'大=I'大（R'1+R'0）=（1Ω+4Ω）×3A=15V

【解析】（1）分析电路连接方式，分析电流表电压表测量对象，根据串联电路的特点结合欧姆定律解题；（2）画出替换后的电路图，根据不同电压表的测量对象判断采用的量程，根据电流表的量程不同，确定R0所提供的阻值，据此解题．
【考点精析】掌握欧姆定律及其应用是解答本题的根本，需要知道欧姆定律的应用： ① 同一个电阻，阻值不变，与电流和电压无关 但加在这个电阻两端的电压增大时，通过的电流也增大．（R=U/I） ② 当电压不变时，电阻越大，则通过的电流就越小．（I=U/R） ③ 当电流一定时，电阻越大，则电阻两端的电压就越大．（U=IR）．