Question

12．如圖所示甲電路中，定值電阻R₁=10Ω，滑動(dòng)變陽(yáng)器R2銘牌上標(biāo)有“50Ω 2A”字樣，閉合開(kāi)關(guān)S后，兩電流表示數(shù)如圖乙所示，求：
（1）電源電壓；
（2）滑動(dòng)變阻器此時(shí)消耗的電功率；
（3）能否通過(guò)凋節(jié)滑動(dòng)變阻器，使兩只電流表指針偏轉(zhuǎn)角度相同？并說(shuō)明理由．

Answer 1

分析 滑動(dòng)變阻器R₁和電阻R₂并聯(lián)，電流表A₁測(cè)通過(guò)R₁的電流，電流表A₂測(cè)干路電流．
（1）由圖乙可知兩表的量程，可讀出兩表的示數(shù)；由并聯(lián)電路電流特點(diǎn)可得R2的電流，由歐姆定律計(jì)算電壓；
（2）由P=UI計(jì)算此時(shí)滑動(dòng)變阻器此時(shí)消耗的電功率；
（3）兩電流表量程相差5倍，若兩只電流表指針偏轉(zhuǎn)角度相同，由此根據(jù)并聯(lián)電路分流原理計(jì)算此時(shí)變阻器R₁的連入阻值可得結(jié)果．

解答 解：
從圖甲可知，滑動(dòng)變阻器R₁和電阻R₂并聯(lián)，電流表A₁測(cè)通過(guò)R₁的電流，電流表A₂測(cè)干路電流．
（1）由圖乙知，左邊電流表使用0-0.6A量程，分度值0.02A，示數(shù)為0.4A，右邊電流表使用0-3A量程，分度值0.1A，示數(shù)為1.2A，
并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電路之處，所以A₂示數(shù)大于A₁示數(shù)，
所以I₁=0.4A，I=1.2A，
所以I₂=I-I₁=1.2A-0.4A=0.8A，
并聯(lián)電路中各支路電壓與電源電壓都相等，由歐姆定律可得：
U=U₁=U₂=I₂R₂=0.8A×10Ω=8V；
（2）滑動(dòng)變阻器此時(shí)消耗的電功率：
P₁=U₁I₁=8V×0.4A=3.2W；
（3）兩電流表量程相差5倍，若兩只電流表指針偏轉(zhuǎn)角度相同，則I=5I₁′，
由并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)可知，$\frac{{I}_{1}′}{{I}_{2}′}$=$\frac{1}{4}$，
由并聯(lián)電路的分流原理有：$\frac{{I}_{1}′}{{I}_{2}′}$=$\frac{{R}_{2}}{{R}_{1}}$=$\frac{1}{4}$，
所以R₁=4R₂=4×10Ω=40Ω，
由題知，滑動(dòng)變陽(yáng)器R₂銘牌上標(biāo)有“50Ω 2A”字樣，即它的最大值為50Ω，所以能通過(guò)凋節(jié)滑動(dòng)變阻器，使兩只電流表指針偏轉(zhuǎn)角度相同．
答：（1）電源電壓為8V；
（2）滑動(dòng)變阻器此時(shí)消耗的電功率為3.2W；
（3）能通過(guò)凋節(jié)滑動(dòng)變阻器，使兩只電流表指針偏轉(zhuǎn)角度相同．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了并聯(lián)電路特點(diǎn)和歐姆定律的應(yīng)用，正確分析電路，通過(guò)電流表示數(shù)情況確定兩支路上的電流是解題的關(guān)鍵．