Question

在如圖所示的電路中，電源電壓為18V且不變，電阻R₁為50Ω，滑動變阻器R₂上標(biāo)有“20Ω 1A”的字樣．電壓表量程0-15V，電流表量程0-0.6A．閉合開關(guān)S后，電流表的示數(shù)為0.3A．求：
（1）電阻R₁兩端的電壓U₁
（2）變阻器連入電路中的電阻R2
（3）用15Ω的定值電阻R₃替換電阻R₁，移動變阻器滑片P使電流表達(dá)到滿刻度時，求出變阻器R₂所消耗的電功率P₂'．

Answer 1

解：（1）因兩電阻串聯(lián)，
所以I=I₂=I₁=0.3A，
U₁=I₁R₁=0.3A×50Ω=15V；
（2）變阻器兩端的電壓U₂=U-U₁=18V-15V=3V，
R₂===10Ω；
（3）定值電阻R₃替換電阻R₁后，當(dāng)電路中的電流I′=0.6A時，
R₃兩端的電壓U₃=I′R₃=0.6A×15Ω=9V，
此時變阻器兩端的電壓U₂′=U-U₃=18V-9V=9V，
此時R₂所消耗的電功率P₂'=U₂′I′=9V×0.6A=5.4W．
答：（1）電阻R₁兩端的電壓為15V；
（2）變阻器連入電路中的電阻10Ω；
（3）R₃替換R₁電流表達(dá)到滿刻度時R₂消耗的電功率為5.4W．
分析：（1）兩電阻串聯(lián)，電流相等，已知R1的阻值和電流表示數(shù)，根據(jù)U=IR可求R₁兩端的電壓；
（2）根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點求出變阻器兩端的電壓，根據(jù)歐姆定律求出其接入電路的電阻值；
（3）定值電阻R₃替換電阻R₁后，先根據(jù)歐姆定律求出電流表達(dá)到滿刻度時R₃兩端的電壓，再根據(jù)串聯(lián)電路電壓特點求出變阻器R₂兩端的電壓，最后根據(jù)P=UI求出其電功率．
點評：本題考查了串聯(lián)電路的特點和歐姆定律、電功率的計算，因題中條件已給出，難度不大．