题目内容

6.在图(a)所示的电路中,电阻R1的阻值为10欧,滑动变阻器R2上标有“20Ω 2A”字样,所用电流表的表盘如图(b)所示.闭合电键S,通过R1的电流为0.6安.求:
(1)电阻R1两端的电压.
(2)变阻器的滑片P移至最右端后,10秒内变阻器R2消耗的电能.
(3)若用一个新的电源替换原来的电源,要求在移动变阻器滑片P的过程中电流表示数的最大变化量为1.4安.请找出满足条件的电源电压.

分析 (1)由I=$\frac{U}{R}$计算R1两端的电压;
(2)由图知两电阻并联,P在右端时变阻器连入的阻值最大,由并联电路特点和电功公式计算10秒内变阻器R2消耗的电能;
(3)由题知变阻器允许通过最大电流为2A,由电流表的最大变化量,根据欧姆定律计算电源电压.

解答 解:
(1)由题知,R1电阻和通它的电流,由I=$\frac{U}{R}$可得R1两端的电压:
U1=I1R1=0.6A×10Ω=6V;
(2)由图a知,R1与R2并联在电路中,
由并联电路的电压特点可知,U=U2=U1=6V,
变阻器的滑片P移至最右端时连入阻值为20Ω,10秒内变阻器R2消耗的电能:
W2=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{2}}$t=$\frac{(6V)^{2}}{20Ω}$×10s=18J;
(3)电流表测变阻器支路上的电流,由变阻器R2规格知,当R2连入阻值小时,通过它的电流为2A;当R2连入阻值最大时,通过它的电流最小.
移动变阻器滑片P的过程中电流表示数的最大变化量为1.4A,
即:△I=Imax-Imin=2A-$\frac{U}{20Ω}$=1.4A,
解得:U=12V.
答:(1)电阻R1两端的电压为6V.
(2)变阻器的滑片P移至最右端后,10秒内变阻器R2消耗的电能为18J.
(3)若用一个新的电源替换原来的电源,要求在移动变阻器滑片P的过程中电流表示数的最大变化量为1.4安.电源电压为12V.

点评 本题考查了并联电路特点、欧姆定律及电功公式的应用,关键是根据变阻器的规格确定电流表的变化.

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