在图1所示的电路中.电阻R1为40欧.滑动变阻器R2上标有“20Ω 3A 字样．现有电压为6伏的电源一个.表盘如图2所示的电流表.电压表各一个.开关一个．(1)若在AB间接入电源.CD间接入电压表.EF间接入开关．闭合开关后.滑片在某一位置时.电压表示数为2伏．求:①通过电阻R1的电流I1=0.1安,②滑片在此位置时.10秒内变阻器R2消耗的电功W2=2焦� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

17．在图1所示的电路中，电阻R₁为40欧，滑动变阻器R₂上标有“20Ω 3A”字样．现有电压为6伏的电源一个，表盘如图2（a）、（b）所示的电流表、电压表各一个，开关一个．

（1）若在AB间接入电源，CD间接入电压表，EF间接入开关．闭合开关后，滑片在某一位置时，电压表示数为2伏．求：①通过电阻R₁的电流I₁=0.1安；②滑片在此位置时，10秒内变阻器R₂消耗的电功W₂=2焦．
（2）请选择一个电表，将电源、开关和所选择的电表分别接入AB、CD、EF间．要求选择合适的电表量程，移动滑片P的过程中，电路各元件能正常工作，且所选电表指针转动的角度最大．
①应在AB间接入开关，EF间接入电流表．
②所选电表的示数变化范围是0.3A～3A．

分析（1）在AB间接入电源，CD间接入电压表，EF间接入电键，闭合电键后，R₁与R₂串联，电压表测R₂两端的电压；
①根据并联电路的电压求出R₁两端的电压，根据欧姆定律求出通过电阻R₁的电流；
②根据串联电路的电流特点和W=UIt求出10秒内变阻器R₂消耗的电功；
（2）①选取的电表为电压表示数，位置不能放到AB、EF之间，否则会造成两用电器不能同时正常工作，若电压表再CD间，根据欧姆定律求出电压表的示数为2V时接入电路中的电阻为20Ω，电压表的示数不能达到满量程，故选取的电表应为电流表；电流表和电键不可能位于CD间，否则两用电器不可能同时工作，则CD应为电源，电流表不能位于AB间，否则电流表的示数不变，据此进行解答；
②根据滑动变阻器允许通过的最大电流确定电流表的量程，根据并联电路的电压特点和欧姆定律求出通过滑动变阻器的最小电流，进一步得出电流表示数的变化范围．

解答解：（1）①在AB间接入电源，CD间接入电压表，EF间接入电键，闭合电键后，R₁与R₂串联，电压表测R₂两端的电压，
①因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，R₁两端的电压：
U₁=U-U₂=6V-2V=4V，
则通过电阻R₁的电流：
I₁=$\frac{{U}_{1}}{{R}_{1}}$$\frac{4V}{40Ω}$=0.1A；
②电压表测变阻器的电压，根据串联电路电流规律，滑片在此位置时，
10秒内变阻器R₂消耗的电功：W₂=U₂It=2V×0.1A×10s=2J；
（3）①选取的电表为电压表，位置不能放到AB、EF之间，否则会造成两用电器不能同时正常工作，
若电压表在CD间，当电压表的示数为2V时，接入电路中的电阻R₂=$\frac{{U}_{2}}{{I}_{1}}$=$\frac{2V}{0.1A}$=20Ω，
电压表的示数不能达到满量程，故选取的电表应为电流表；
电流表和开关不可能位于CD间，否则两用电器不可能同时工作，则CD应为电源，
电流表不能位于AB间，否则电流表的示数不变，
综上可知，应在AB间接入开关，CD间接入电源，EF间接入电流表；
②由滑动变阻器的铭牌可知，允许通过的最大电流为3A，
要使所选电流表指针转动的角度最大，则电流表的量程选0～3A，
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电流表的示数最小，
因R₁与R₂并联，且并联电路中各支路两端的电压相等，
所以，通过滑动变阻器的最小电流：
I_2min=$\frac{U}{{R}_{2max}}$=$\frac{6V}{20Ω}$=0.3A，
电流表的最大示数I_2max=3A，
则电流表的示数变化范围是0.3A～3A．
答：（1）①0.1；②2；
（2）①开关；电流表；
②所选电表的示数变化范围为0.3A～3A．