在如图所示的电路中,电源电压保持不变,滑动变阻器R2上标有“50Ω?2A”字样.闭合电键S,移动滑片P到某位置时,电压表V1的示数为2伏,电压表V的示数为12伏,电流表A的示数为0.2安.
求:(1)电阻R1的阻值.
(2)通电10秒,电流通过电阻R2所做的功.
(3)在电表量程可以改变的情况下,是否存在某种可能,改变滑片P的位置,使两电压表指针偏离零刻度的角度恰好相同?如果不可能,请说明理由;如果可能,请计算出滑动变阻器连入电路中的阻值.
网友回答
解:(1)由欧姆定律I=可得:
R1的阻值:R1===10Ω;
(2)滑动变阻器两端的电压:
U2=U-U1=12V-2V=10V;
则R2消耗的电能:
W2=U2I2t=10V×0.2A×10s=20J;
(3)有可能
①V1选用大量程,示数为12V则R2等于零
②V1选用小量程,偏角与V相同,则可知示数为2.4V;则R2′两端的电压:
U2′=U-U1′=12V-2.4V=9.6V;
I1′===0.24A;
故滑动变阻器接入电阻:
R2′===40Ω;
答:(1)R1的阻值为10Ω;(2)R2消耗的电能为20J;(3)有可能,R2的接入电阻可以为0或40Ω.
解析分析:(1)由图可知两电阻串联,V测量电源两端的电压,V1测量R1两端的电压,电流表测量电流值即为电路中的电流;则由欧姆定律可求得电阻R1的阻值;(2)由串联电路的电压规律可得出R2两端的电压,则由电功公式W=UIt可求得电流通过电阻R2时所做的功;(3)由题意可知,V的示数为12V不会改变,则V1的偏角与V的偏角相同有两种情况,一种是V1的示数也为12V,则由串联电路的规律可得出滑动变阻器的接入电阻;第二种情况为V1选小量程,则根据电表的刻度盘的性质可知V1的示数;则由串联电路的电压规律可得出滑动变阻器两端的电压,对R1由欧姆定律可得出电路中的电流;则由欧姆定律可求得滑动变阻器的接入电阻.
点评:本题考查了欧姆定律、滑动变阻器的使用及电压表的结构及使用,对学生要求较高,是道难度较大的综合题.应灵活应用所学电学知识进行分析解答,必要时进行讨论.