Question

在图（a）所示的电路中，电源电压保持不变，电阻R1 和R2的阻值分别为15欧和30欧．电流表和电压表的表盘如

在图（a）所示的电路中，电源电压保持不变，电阻R1 和R2的阻值分别为15欧和30欧．电流表和电压表的表盘如图（b）所示．①当只闭合S1时，电压表示数为6伏，求电流表的示数．②当只闭合S3时，求10秒内电流通过电阻R2做的功W2．③若将电源电压换为18伏，现有定值电阻甲：5欧、乙：10欧、变阻器丙：“5欧 3安”、丁：“20欧 1安”可供选择来替换R1和R2，要求：在电流表有示数的条件下，仅通过控制电键的断开或闭合，使电流表示数的变化量最大，且电路能正常工作．第一：应选择______替换R1，选择______替换R2．（均选填“甲”、“乙”、“丙”或“丁”）第二：求出电流表示数的最大变化量△I．

Answer 1

①当只闭合S₁时，电路为R₁的简单电路，电压表测电源的电压，电流表测电路中的电流，
则电源的电压U₁=6V，此时电流表的示数：
I₁=

U1

R1

=

6V

15Ω

=0.4A；
②10秒内电流通过电阻R₂做的功：
W₂=

U12

R2

t=

(6V)2

30Ω

×10s=12J；
③第一．将电源电压换为18伏时，仅通过控制电键的断开或闭合，使电流表示数的变化量最大，
则R₁与R₂串联时电路中的电流最小，即滑动变阻器的最大阻值越大时电路中的电流最小，
故滑动变阻器选“20欧 1安”；
当电路为定值电阻的简单电路时电路中的电流最大，
若定值电阻选甲：5欧，则电路中的电流：
I_甲=

U

R甲

=

18V

5Ω

=3.6A，
所以，定值电阻选乙：10欧，即乙替换R₂，丁替换R₁；
第二．电路为定值电阻的简单电路时，电路中的最大电流：
I_max=

U

R乙

=

18V

10Ω

=1.8A；
I_min=

U

R乙+R丁

=

18V

10Ω+20Ω

=0.6A，
则△I=I_max-I_min=1.8A-0.6A=1.2A．
答：①当电流表的示数为0.4A；
②10秒内电流通过电阻R₂做的功为12J；
③第一：丁；乙；
第二：电流表示数的最大变化量为1.2A．