Question

在圖（a）所示的電路中，電源電壓保持不變．滑動變阻器R₂上標(biāo)有“100Ω 3A”字樣．閉合電鍵S，電壓表V和電流表A的示數(shù)如圖（b）所示．
①求電阻R₁的阻值．
②求變阻器R₂在安全工作的情況下消耗的電功率范圍．
③現(xiàn)將電流表A改為串聯(lián)在電路中m、n兩點之間．閉合電鍵，在移動變阻器滑片的過程中，當(dāng)電壓表V與電流表A的指針偏離零刻度線角度相同時，電路中的總電阻為________歐．（本空格不需要寫解答過程）

Answer 1

5
分析：由電路圖可知，R₁與R₂并聯(lián)，電壓表測電源的電壓，電流表測R₁支路的電流．
①根據(jù)電表的量程和分度值讀出示數(shù)，根據(jù)并聯(lián)電路的電壓特點和歐姆定律求出電阻R₁的阻值；
②當(dāng)通過滑動變阻器的電流為3A時消耗的電功率最大，根據(jù)P=UI求出其大小，當(dāng)滑動變阻器接入電路的電阻最大時消耗的電功率最小，根據(jù)P=求出其大��；
③電流表A改為串聯(lián)在電路中m、n兩點之間時，電流表測干路電流，根據(jù)電壓表、電流表指針偏離零刻度線的角度恰好相同得出干路電流，根據(jù)歐姆定律求出電路中的總電阻．
解答：由電路圖可知，R₁與R₂并聯(lián)，電壓表測電源的電壓，電流表測R₁支路的電流．
①電壓表的量程為0～15V，分度值為0.5V，示數(shù)U=12V，電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，示數(shù)為I₁=0.4A，
∵并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，
根據(jù)歐姆定律可得：
R₁===30Ω；
②由滑動變阻器的銘牌可知，當(dāng)通過滑動變阻器的電流為3A時消耗的電功率最大，
P_max=UI_2max=12V×3A=36W，
當(dāng)滑動變阻器接入電路的電阻最大時消耗的電功率最小，
P_min===1.44W，
故變阻器R₂在安全工作的情況下消耗的電功率范圍為1.44W～36W；
③電流表A改為串聯(lián)在電路中m、n兩點之間時，電流表測干路電流，
∵電壓表V與電流表A的指針偏離零刻度線角度相同，
∴電流表的示數(shù)I=0.48A，
電路中的總電阻：
R===5Ω．
答：①電阻R₁的阻值為30Ω；
②變阻器R₂在安全工作的情況下消耗的電功率范圍為1.44W～36W；
③5．
點評：本題考查了并聯(lián)電路的特點和歐姆定律、電功率公式的靈活應(yīng)用，關(guān)鍵是根據(jù)讀出電表的示數(shù)和電壓表V與電流表A的指針偏離零刻度線角度相同時干路電流的大小．