Question

在如图所示的电路中，电源电压保持不变，滑动变阻器R2上标有“100Ω 1A”字样．闭合电键S后，电流表A的

在如图所示的电路中，电源电压保持不变，滑动变阻器R2上标有“100Ω 1A”字样．闭合电键S后，电流表A的示数为0.5安，电压表V1的示数为10伏，电压表V2的示数为6伏．求：①定值电阻R1的阻值．②此时滑动变阻器R2消耗的电功率P2．③请用定值电阻来替换电阻R1，并选择合适的电表量程．要求：在不更换电表量程的情况下，移动变阻器的滑片P，使所有电表的示数都能达到各自的最大值，且电路能正常工作．第一，符合上述条件的所有可能的定值电阻阻值．第二，满足上述要求时，电流表示数的最小值．（写明必要理由）

Answer 1

（1）由欧姆定律得，R₁=

U1

I1

=

10V

0.5A

=20Ω．
（2）滑动变阻器的R₂电压U₂=6V，
则功率P₂=U₂I=6V×0.5A=3W．
（3）电源电压U=U₁+U₂=10V+6V=16V；
由滑动变阻器R₂铭牌“100Ω  1A”可知，
滑动变阻器允许的最大电流是1A，则电流表量程是0～0.6A，
当电路电流最大时，电压表V₁示数达到最大，为U₁=15V或3V，
由I=

U

R

得：
满足条件的电阻R₁=

U1

I

=

15V

0.6A

=25Ω，或R₁=

U1

I

=

3V

0.6A

=5Ω，
当滑动变阻器接入电路的阻值最大时电压表V₂示数最大，
则当R₁=25Ω时，电路电流I′=

U

R1+R2

=

16V

25Ω+100Ω

=0.128A，
当R₁=5Ω时，电路电流I′=

U

R1+R2

=

16V

5Ω+100Ω

≈0.152A，
答：①定值电阻R₁的阻值为20Ω．
②此时滑动变阻器R₂消耗的电功率P₂为3W．
③第一，符合上述条件的所有可能的定值电阻阻值为25Ω和5Ω．
第二，满足上述要求时，电流表示数的最小值0.128A或0.152A．