Question

3．在圖甲所示的電路中，電源電壓為9V且保持不變，電阻R₁的阻值為20Ω，滑動變阻器R₂上標有“40Ω 1A”字樣，閉合開關(guān)S，當滑動變阻器R₂的滑片P移到某位置時，R₁兩端的電壓為8V．

（1）電流表的示數(shù)I₁為多少？
（2）電阻R₁的電功率P₁為多少？
（3）現(xiàn)把一個表盤如圖乙所示的電壓表接入電路中，要求在移動滑動變阻器滑片P的過程中電壓表指針偏轉(zhuǎn)角度變化最大．
①為了滿足要求，電壓表應(yīng)接入ABCD中的哪兩點？電壓表選用哪一檔量程？（不用寫出原因）
②求出滑動變阻器接入電路的阻值范圍．

Answer 1

分析 （1）已知電阻與電阻兩端電壓，應(yīng)用歐姆定律可以求出電路電流．
（2）已知電阻兩端電壓與通過電阻的電流，由P=UI可以求出電阻消耗的電功率．
（3）電壓表選擇的量程比較小時，示數(shù)變化比較大，當滑動變阻器的電阻變化時，電壓表的示數(shù)也隨之變化，根據(jù)串聯(lián)電路電壓和電阻的規(guī)律，可求滑動變阻器的阻值變化范圍．

解答 解：（1）電流表的示數(shù)：I₁=$\frac{{U}_{1}}{{R}_{1}}$=$\frac{8V}{20Ω}$=0.4A；                               
（2）電阻R₁消耗的電功率：P₁=U₁I₁=8V×0.4A=3.2W；                          
（3）①當電壓表選擇0～3V量程，并把電壓表接入CD兩點時，在移動滑動變阻器滑片P的過程中電壓表指針偏轉(zhuǎn)變化角度最大；
②當滑動變阻器滑片移到最右端時，接入電路電阻為0；
滑動變阻器兩端的電壓最大是3V，R₁兩端的電壓是：U₁′=U-U₂′=9V-3V=6V，
此時電路電流：I′=$\frac{{U}_{1}′}{{R}_{1}}$=$\frac{6V}{20Ω}$=0.3A，
此時滑動變阻器接入電路的電阻：R₂=$\frac{{U}_{2}′}{I′}$=$\frac{3V}{0.3A}$=10Ω；
所以R₂的范圍是0歐-10歐．
答：（1）電流表的示數(shù)I₁為0.4A．
（2）電阻R₁的電功率P₁為3.2W．
（3）①電壓表應(yīng)接入CD兩點間，電壓表選用0～3V量程；
②出滑動變阻器接入電路的阻值范圍是：0Ω～10Ω．

點評 本題考查電壓、電功率和電阻的計算，考查的知識點比較多，關(guān)鍵是要明白滑片移動過程中電阻和電壓的變化，有一定的難度．