由电路图可知,电阻R1和滑动变阻器R2串联,电压表测R2两端的电压;
①由(b)可知,电压表的量程为0~15V,分度值为0.5V,示数U2=6V,
∵串联电路中总电压等于各分电压之和,
∴R1两端的电压U1=U-U2=18V-6V=12V,
根据欧姆定律可得,通过电阻R1的电流:
I1=
| U1 |
| R1 |
| 12V |
| 30Ω |
②∵串联电路中各处的电流相等,
∴此时电流通过滑动变阻器所消耗的电功率:
P2=U2I2=U2I1=6V×0.4A=2.4W;
③∵电源电压为18伏且保持不变,滑动变阻器R2上标有“20Ω 1A”字样,
∴要使电路能正常工作,替换R1的电阻R必须满足电路中的最大电流不大于1A,
即滑动变阻器接入电路的电阻为0时有
| 18V |
| R |
故20欧的定值电阻符合,10欧、15欧的定值电阻不符合;
当滑动变阻器接入电路的电阻最大为20Ω时,电压表的示数最大,
∵串联电路中的总电阻等于各分电阻之和,
∴此时电路中的电流I=
| U |
| R+R2 |
| 18V |
| 20Ω+20Ω |
电压表的最大示数U2′=IR2=0.45A×20Ω=9V,
要使电压表V指针转动的角度最大,则电压表的量程为0~3V,
故电压表示数的变化范围为0~3V;
根据串联电路的分压特点可知,用阻值略大于30欧的电阻来替换原30欧的电阻R1时,定值电阻分得的最大电压变大,滑动变阻器分得的最大电压变小,
所以在移动滑片的过程中电压表示数的最大变化量将变小.
答:①此时通过电阻R1的电流为0.4A;
②此时电流通过滑动变阻器所消耗的电功率为2.4W;
③20Ω;0~3V;变小.
如图1所示电路中,电源电压为18V保持不变,电阻R1的阻值为10Ω.闭合开关S,电流表A的示数如图2(a)所示
由题意及电路可知:(1)、U1=U-U2=18V-6V=12V Ⅰ1=U1/R1=12/25=0.48A
(2)、R2=U2/Ⅰ1=6/0.48=12.5Ω
(3)、①因电压表用的量程的分度值为0.1V、电流表用的量程的分度值为0.02A 则R2′=U2′/Ⅰ′=0.1V/0.02A=5Ω
②、若电流表満偏,则电流为Ⅰ″=0.6A U1″=Ⅰ″×R1″=0.6A×25Ω=15V则:U2″=U-U1″=18-15=3V即:电压表指针也満偏
(1)由电路图可知,R1与R2串联,电流表测电路中的电流,
图2(a)中电流表的量程为0~3A,分度值为0.1A,电路中的电流I=0.8A,
根据欧姆定律可得,电阻R1两端的电压:
U1=IR1=0.8A×10Ω=8V;
∵串联电路中总电压等于各分电压之和,
∴此时滑动变阻器两端的电压:
U2=U-U1=18V-8V=10V,
滑动变阻器R2连入电路的阻值:
R2=
| U2 |
| I |
| 10V |
| 0.8A |
(2)当滑动变阻器R2=0时,R1两端的电压等于电源的电压,滑动变阻器两端的电压为0,此时电路中的电流最大,
Imax=
| U |
| R1 |
| 18V |
| 10Ω |
∴滑动变阻器的规格为“20Ω,2A”,
当滑动变阻器R2=0?时,U2=0
当滑动变阻器的电阻最大R2=20Ω时,滑动变阻器两端的电压最大,
∵串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
∴电路中的最小电流:
Imin=
| U |
| R1+R2max |
| 18V |
| 10Ω+20Ω |
R1与R2两端的电压分别为:
U2′=IminR2′=0.6A×20Ω=12V,
所以,△U2=U2′-U2=12V-0V=12V.
答:(1)求此时滑动变阻器R2连入电路的阻值为12.5Ω.
(2)电压表示数的最大变化量△U为12V.


