Question

（2012?浦東新區(qū)二模）在如圖所示電路中，電源電壓為18伏，R₁的阻值為4歐，電流表和電壓表均為學(xué)校實驗室常用電表，閉合電鍵后，電流表示數(shù)為1.5安．求：
①電壓表的示數(shù)U₁；
②電路的總功率P；
③現(xiàn)從標有“50Ω  1.5A”和“20Ω  2A”的滑動變阻器中選擇一個來替換R₁或R₂，要求：選擇適當(dāng)?shù)牧砍�，閉合電鍵后，移動變阻器的滑片，使兩電表都能達到各自的最大值，且電路能正常工作．
第一，請通過計算說明被替換的定值電阻是

R₁

（選填“R₁”或“R₂”）．
第二，替換后是否能滿足③的要求，若不能，請說明理由；若能，請寫出選用的滑動變阻器，并計算出滿足③中要求的滑動變阻器的使用范圍．

Answer 1

分析：①由電路圖可知，當(dāng)電鍵S斷開時，R₁、R₂串聯(lián)，電壓表測R₁兩端的電壓，電流表測電路中的電流，根據(jù)U=IR求出電壓表的示數(shù)；
②已知電源電壓和電路中的電流，直接利用P=UI求出電路的總功率；
③假如替換R₂，計算出當(dāng)電流表示數(shù)等于0.6A時，電壓表的示數(shù)，并與最大電壓比較，即可得出正確結(jié)果；
根據(jù)電流表和電壓表的最大值以及滑動變阻器的阻值分別計算出此時的電阻即可得出正確結(jié)論．

解答：解：①U₁=I₁R₁=1.5安×4歐=6伏
答：電壓表的示數(shù)為6V；
②P=UI=18伏×1.5安=27瓦
答：電路的總功率為27W．
③R₂=

U2

I

=

18V-6V

1.5A

=8Ω；
第一，若替換R₂，則當(dāng)I=0.6安時，U₁=2.4伏，不可能能使電壓表達到滿刻度，不能替換R₂，所以應(yīng)替換R₁．
第二，選用“50Ω  1.5A”
當(dāng)I=0.6安時，R₁=

U

I

-R₂=

18V

0.6A

-8Ω=22Ω；
當(dāng)U₁=15伏時，R₁=

U1

U2

R₂=

15V

3V

×8Ω=40Ω；
∴滑動變阻器的取值范圍為22歐～40歐．

點評：本題考查了串聯(lián)電路的特點和歐姆定律的計算，關(guān)鍵計算電壓表和電流表達到最大值時，滑動變阻器接入電路的阻值．