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．當開關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，根據并聯(lián)電路的特點求出R₁的電流及兩端電壓，由歐姆定律解題；
（2）根據并聯(lián)電路中干路上的電流等于各支路電流之和的特點確定電流表A₁的最大電流，由P=UI求最大功率；
（3）先根據A₁量程確定干路上的最大電流，根據并聯(lián)電路的特點，計算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．

點評 學生能運用歐姆定律進行正確的計算并能根據計算的結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．