Question

（2011?河西区二模）如图所示的电路中，电源电压保持不变，R1阻值为20Ω，滑动变阻器R2标有“20Ω 1A”

Answer 1

（1）当
滑动变阻器
滑片
P移至最左端时，
R2连入电路的
阻值
为0欧，只R1接入电路，
∵I=
U
R
，∴电源电压U=U1=IR1=0.3A×20Ω=
6V
；
（2）∵I=
U
R
，∴电阻R1的电压U1=I′R1=0.2A×20Ω=
4V
，
电阻R1的功率P1=I′U1=0.2A×4V=0.8W；
（3）题中要求
电压表
能达
的最大值，若选0～
15V
量程，
因电压表并联在R2两端，电源电压为6V，
则无论选择哪一电阻都不能使电压值达到15V，故电压表量程只能为0～3V；
电流表
也要能达到
最大电流
，若接4Ω电阻时，
电路中的最大电流I最大=
U
R′
=
6V
4Ω
=1.5A＜3A；
即电路中能达到的最大值只能为0.6A，故电流表量程只能选0～0.6A；
若取4Ω电阻代替R1，∵I=
U
R
，∴电路达到最大电流时，
电路中的总电阻R总=
U
Imax
=
6V
0.6A
=10Ω；
则滑动变阻器应接入电阻Rmax1=10Ω-4Ω=6Ω；
则滑动变阻器两端的电压值Umin1=ImaxRmax1=0.6A×6Ω=3.6V＞3V，故不能选4Ω的电阻来代替R1．
若取11Ω电阻代替R1，则达到最大电流时，总电阻R总=10Ω＜11Ω，故不能选11Ω的电阻来代替R1．
所以只能用6Ω电阻代替R1，则达到最大电流时，总电阻R总=10Ω，
滑动变阻器应接入电阻Rmin=10Ω-6Ω=4Ω；
则达到最大电压时，电路中的电流为Imin=
U?Um3
R1
=
6V?3V
6Ω
=0.5A，
滑动变阻器接入电路的最大电阻Rmax=
Umax2
Imin
=
3V
0.5A
=6Ω．
故滑动变阻器的接入范围为4Ω～6Ω．
答：（1）电源电压为6V；
（2）当电流表示数为0.2
安时
电阻R1消耗的
电功率
为0.8W；
（3）①应选用6欧的电阻代替电阻R1；
②满足题目要求滑动变阻器R2的使用范围为4Ω～6Ω．