Question

13．如圖電路中，電源電壓為6V不變，滑動變阻器R₂的阻值變化范圍是0-20Ω，兩只電流表的量程均為0.6A．當(dāng)開關(guān)S閉合，滑動變阻器的滑片P置于最左端時，電流表A₁的示數(shù)是0.4A．
（1）求R₁的阻值；
（2）在保證電流表安全的條件下，電路允許消耗的最大功率是多大？
（3）在保證電流表安全的條件下，滑動變阻器連入電路的電阻不得小于何值？

Answer 1

分析 （1）分析電路連接，根據(jù)并聯(lián)電路的特點(diǎn)求出R₁的電流及兩端電壓，由歐姆定律解題；
（2）根據(jù)并聯(lián)電路中干路上的電流等于各支路電流之和的特點(diǎn)確定電流表A₁的最大電流，由P=UI求最大功率；
（3）先根據(jù)A₁量程確定干路上的最大電流，根據(jù)并聯(lián)電路的特點(diǎn)，計(jì)算R₂的最大電流，由歐姆定律求解．

解答 解：（1）由圖可知，R1與R2并聯(lián)，電流表A1測干路電流I=0.4A，電流表A₂測R₂電流I₂，
滑動變阻器的滑片P置于最左端時，其接入電路的電阻最大，R_大=20Ω，
通過R₂的電流I₂=$\frac{U}{{R}_{大}}$=$\frac{6V}{20Ω}$=0.3A，
R₁的電阻：R₁=$\frac{U}{{I}_{1}}$=$\frac{U}{I-{I}_{2}}$=$\frac{6V}{0.4A-0.3A}$=60Ω；
（2）由兩只電流表的量程均為0.6A可知，干路上最大電流為I_大=0.6A
電路最大功率：P=UI_大=6V×0.6A=3.6W；
（3）由圖可知，電流A₁最大示數(shù)I_大=0.6A，
通過R₁的電流：I₁=$\frac{U}{{R}_{1}}$=$\frac{6V}{60Ω}$=0.1A
通過R₂的最大電流：I'₂=I_大-I₁=0.6A-0.1A=0.5A＜0.6A
R₂接入電路的最小值：R_小=$\frac{U}{I{'}_{2}}$=$\frac{6V}{0.5A}$=12Ω．
 答：（1）R₁的阻值為60Ω；
（2）在保證電流表安全的條件下，電路允許消耗的最大功率是3.6W；
（3）在保證電流表安全的條件下，滑動變阻器連入電路的電阻不得小于12Ω．

點(diǎn)評 學(xué)生能運(yùn)用歐姆定律進(jìn)行正確的計(jì)算并能根據(jù)計(jì)算的結(jié)果合理的選擇滑動變阻器接入電路的電阻，保障電路的安全．