Question

(普陀)在如图12(a)所示的电路中,电源电压恒定保持不变,电阻R1的阻值为10欧,滑动变阻器R2上标有

Answer 1

解：（1）∵U=IR，
∴电阻R1两端的电压U1=I1R1=1A×10Ω=10V；
（2）∵两电阻串联，
∴I1=I2=1A，
根据（1）知，U1=10V，故V1选择0～15V量程，
即：①当V1选择0～15V量程，V2选择0～15V量程时，
U2=U1=10V，
P2=U2I2=10V×1A=10W；
②当V1选择0～15V量程，V2选择0～3V量程时，
∵5U2=U1=10V，
∴U2=2V
P2=U2I2=2V×1A=2W；
（3）两电压表指针在原来位置上偏转相同的角度，因为2Ω、5Ω、8Ω的电阻都比R1=10欧姆的电阻小，则意味着V1减小的值和V2增加的值是一样的，由此可得V2应该选择0～15V量程，即U2=10V，
故电源电压U=U1+U2=10V+10V=20V；
①若R=2Ω，R2=10Ω，
则电路中电流I=U R+R2 =20V 2Ω+10Ω =1.67A，故V2的示数U2=1.67A×10Ω=16.7V，超出15V量程，故2欧姆不符合要求；
若R=5Ω，R2=10Ω，
则电路中电流I=U R+R2 =20V 5Ω+10Ω =1.33A，故V2的示数U2=1.33A×10Ω=13.3V，没有超出15V量程，
此时，UR=IR=1.33A×5Ω=6.65V，减小了3.35V；UR2=U-UR=20V-6.65V=13.35V，增加了3.35V，偏转了相同的角度；
因为当Imin=U Rmax =20V 25Ω =0.8A时，U1=IminR1=0.8A×5Ω=4V，所以，此时U2=16V＞15V，超过了电压表V2的量程，故5欧姆不符合要求；
若R=8Ω，R2=10Ω，
则电路中电流I=U R+R2 =20V 8Ω+10Ω =1.11A，故V2的示数U2=1.11A×10Ω=11.1V，没有超出15V量程，
此时，UR=IR=1.11A×8Ω=8.88V，减小了1.12V；UR2=U-UR=20V-8.88V=11.12V，增加了1.12V，偏转相同的角度，故8欧姆符合要求；
②当R1=8Ω时，
Imin=U Rmax =20V 28Ω =0.71A，
∵电压表V1的量程是0～15V，
∴电路中的最大电Imax=U1 R1 =15V 8Ω =1.875A，
故电路中电流的变化范围0.71A～1.875A．
答：：①电阻R1两端的电压U1=10V；
②此时滑动变阻器R2消耗的电功率P2=10W或P2=2W；
③第一，应选择的电阻阻值为8Ω；
第二，电路中电流的变化范围0.71A～1.875A