Question

（2014?金山区二模）在如图所示电路中，电源电压保持不变，电流表量程分别为0～0.6安和0～3安，电压表的

（2014?金山区二模）在如图所示电路中，电源电压保持不变，电流表量程分别为0～0.6安和0～3安，电压表的量程分别为0～3伏和0～15伏，电阻R1和R2的阻值分别为10欧和20欧．求：（1）当只断开电键S2时，电压表示数为6伏时通过R1的电流I1．（2）当只闭合电键S2时，10秒内电流对电阻R2做的功W2．（3）请选择滑动变阻器A：“10欧 2安”或B：“20欧 1安”中的一个来替换电阻R1或R2，要求：在电流表允许更改量程且有示数的条件下，通过控制电键的断开或闭合，使电流表的示数变化量最大，且电路能安全工作．则应选择滑动变阻器______（选填“A”或“B”）替换某定值电阻，试通过计算求出电流表示数的变化量△I．

Answer 1

（1）只断开S₂时，R₁、R₂并联，电压表测电源的电压，即U=6V，
因并联电路中各支路两端的电压相等，
所以，通过R₁的电流：
I₁=

U

R1

=

6V

10Ω

=0.6A；
（2）只闭合S₂时，R₁、R₂串联，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，电路中的电流：
I=

U

R1+R2

=

6V

10Ω+20Ω

=0.2A，
10秒内电流对电阻R₂做的功：
W₂=I²R₂t=（0.2A）²×20Ω×10s=8J；
（3）只断开S₂ 时，R₁、R₂并联，此时电路中的电流最大，
要使电流表的示数最大，则滑动变阻器允许通过的电流和通过定值电阻的电流应最大，
所以，应选择滑动变阻器A替换R₂，
因并联电路中干路电流等于各支路电路之和，
所以，电流表的最大示数：
I_max=I₁+I₂=2A+0.6A=2.6A；
只闭合S₂时，R₁、R₂串联，滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的最小电流，
I_min=

U

R1+R2′

=

6V

10Ω+10Ω

=0.3A，
则电流表示数的变化量△I=I_max-I_min=2.6A-0.3A=2.3A．
答：（1）当只断开电键S₂时，通过R₁的电流为0.6A；
（2）当只闭合电键S₂时，10秒内电流对电阻R₂做的功为8J；
（3）A；电流表示数的变化量为2.3A．