Question

在如图所示电路中，电源电压为18伏，R1的阻值为4欧，电流表和电压表均为学校实验室常用电表，闭合开关后

在如图所示电路中，电源电压为18伏，R1的阻值为4欧，电流表和电压表均为学校实验室常用电表，闭合开关后，电流表示数为1.5安．求：（1）电路的总功率P；（2）现从标有“50Ω 1.5A”和“20Ω 2A”的滑动变阻器中选择一个来替换R1或R2，要求：选择适当的量程，闭合开关后，移动变阻器的滑片，使两电表都能达到各自的最大值，且电路能正常工作．第一、请通过计算说明被替换的定值电阻是“R1”还是“R2”．第二、替换后是否能满足（2）的要求，若不能，请说明理由；若能，请写出选用的滑动变阻器，并计算出满足（2）中要求的滑动变阻器的阻值使用范围．

Answer 1

（1）电路的总功率：
P=UI=18V×1.5A=27W；
（2）由I=

U

R

可得，电路中的电阻：
R=

U

I

=

18V

1.5A

=12Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，R₂的阻值：
联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，R₂两端的电压：
R₂=R-R₁=12Ω-4Ω=8Ω，
第一，若替换R₂，则当I=0.6A时，电压表的示数：
U₁=IR₁=0.6A×4Ω=2.4V，不可能能使电压表达到满刻度，不能替换R₂，所以应替换R₁；
第二，选用“50Ω 1.5A”
当I=0.6安时，R₁=

U

I

-R₂=

18V

0.6A

-8Ω=22Ω；
当U₁=15伏时，

U1

R1

=

U?U1

R2

，即

15V

R1

=

18V?15V

8Ω

，
解得：R₁=40Ω；
∴滑动变阻器的取值范围为22Ω～40Ω．
答：（1）电路的总功率为27W；
（2）第一、被替换的定值电阻是“R₁”；
第二、滑动变阻器的阻值使用范围22Ω～40Ω．