6.在圖a所示的電路中,電源電壓為12伏且保持不變,電阻R1的阻值為10歐,滑動變阻器R2上標有“30Ω  2A”字樣.閉合電鍵S后,電壓表V的示數(shù)如圖b所示.

(1)求通過電阻R1的電流I1
(2)求此時變阻器連入電路的電阻R2及它消耗的電功率P2
(3)現(xiàn)有 規(guī)格為“0.5安 90歐”和“2安 50歐”的滑動變阻器各一個.請選擇其中一個變阻器替換圖a中的R2,并選擇合適的電表量程,要求:在移動變阻器滑片P的過程中,電流表偏轉(zhuǎn)角度的變化量最大.
選擇:規(guī)格是0.5安 90歐的滑動變阻器.
求出:當電流表偏轉(zhuǎn)角度最大時,電路中電流的變化量△I.

分析 (1)讀取電壓表示數(shù)時,首先要明確電壓表選擇的量程和對應的分度值;已知電阻阻值和兩端電壓,利用歐姆定律得到通過的電流;
(2)已知電源電壓和定值電阻兩端電壓,可以得到滑動變阻器兩端電壓;已知滑動變阻器兩端電壓和通過的電流,可以得到滑動變阻器接入電路的電阻和消耗的電功率;
(3)分別將兩個滑動變阻器先后接入電路,根據(jù)電路最大、最小電流得到電流變化量.確定選擇的滑動變阻器規(guī)格.

解答 解:
(1)由圖知,電壓表選擇的是0~15V量程,對應的分度值為0.5V,此時的示數(shù)為10V;
因為I=$\frac{U}{R}$,
所以通過電阻R1的電流為I1=$\frac{{U}_{1}}{{R}_{1}}$=$\frac{10V}{10Ω}$=1A;
(2)滑動變阻器兩端電壓為U2=U-U1=12V-10V=2V,
滑動變阻器接入電路的電阻為R2=$\frac{{U}_{2}}{I}$=$\frac{2V}{1A}$=2Ω;
滑動變阻器消耗的功率為P2=I2R2=(1A)2×2Ω=2W;
(3)選擇“3安 50歐”滑動變阻器接入電路時,
電路最大電流為I最大=$\frac{U}{{R}_{1}}$=$\frac{12V}{10Ω}$=1.2A,
當滑動變阻器全部串聯(lián)接入電路時,電路電流最小,為I最小=$\frac{U}{{R}_{1}+{R}_{最大}}$=$\frac{12V}{10Ω+50Ω}$=0.2A;
電路電流變化量為△I=I最大-I最小=1.2A-0.2A=1A,電流表指針偏轉(zhuǎn)幅度為1/3表盤;
選擇“0.5安 90歐”滑動變阻器接入電路時,
電路最大電流為I最大′=0.5A,
當滑動變阻器全部串聯(lián)接入電路時,電路電流最小,為I最小′=$\frac{U}{{R}_{1}+{R}_{最大}′}$=$\frac{12V}{10Ω+90Ω}$=0.12A;
電路電流變化量為△I=I最大-I最小=0.5A-0.12A=0.38A.
電流表指針偏轉(zhuǎn)幅度為4/5表盤.
所以選擇“0.5安 90歐”滑動變阻器.
答:
(1)通過電阻R1的電流I1為1A;
(2)此時變阻器連入電路的電阻為2Ω,它消耗的電功率為2W;
(3)“0.5安 90歐”;
當電流表偏轉(zhuǎn)角度最大時,電路中電流的變化量△I為0.38A.

點評 本題考查了串聯(lián)電路的特點和歐姆定律、電功率公式的靈活應用,關鍵是電表量程的選擇和得出替換電阻的阻值,計算過程要注意滑動變阻器允許通過的最大電流.

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(2)正確連好電路后,閉合開關S,發(fā)現(xiàn)燈L不發(fā)光,故障的原因有多種情況,它們可能是ACD
A.電流表接線柱處斷開         B.電壓表接線柱處斷開
C.小燈泡L短路               D.小燈泡L的燈絲斷了
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