在图?(a)所示的电路中,电源电压保持不变,电阻R1为10欧,滑动变阻器R2上标有“100Ω??3A”字样.当电键S闭合时,电流表A1的示数为0.8安,电流表A2的示数为0.2安.求:
(1)电源电压U.
(2)电阻R1消耗的功率P1.
(3)现设想用定值电阻R0来替换电阻R1,要求:在移动滑动变阻器滑片P的过程中,能使两电表的指针偏离零刻度线的角度相同,且电路能正常工作.图?(b)是电流表表盘示意图
①现有阻值为20欧的定值电阻,若用它替换电阻R1,请判断:________满足题目要求(选填“能”或“不能”).若能满足题目要求,通过计算求出替换后滑动变阻器的阻值;若不能满足题目要求,通过计算说明理由.
②满足题目要求的定值电阻R0的可能取值范围为________.
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解:(1)∵电阻R1与滑动变阻器R2是并联连接,
∴I1=I总-I2=0.8A-0.2A=0.6A,
∴U=U1=IR1=0.6A×10Ω=6V;
答:电源的电压为6V.
(2)P1=U1I1=6V×0.6A=3.6W;
答:电阻R1消耗的功率为3.6W.
(3)①能;
当两电流表指针偏转角度相同时A1的示数是A2的5倍,则R1中的电流是变阻器电阻的四倍,
依据并联电路的分流规律,变阻器接入电路的电阻为80欧.?
或:I总=5I2,I总=I1+I2,I1=4I2,
I1===0.3A,
I2=0.075A,
R2′==80Ω.?
②当滑动变阻器接入电路的电阻最大R2=100Ω时,电阻R0的阻值最大;
由并联电路的分流规律可知,此时电阻R0的阻值为25Ω;
当两电表的示数最大时,即A1=3A,A2=0.6A,电阻R0的阻值最小,
R0′===2.5Ω,
故满足题目要求的定值电阻R0的可能取值范围为2.5Ω~25Ω.
故