在图1所示电路中,R1=20欧,滑动变阻器R2标有“50欧,2安”字样,闭合电键S,移动变阻器滑片P至中点,电流表示数如图2所示,(1)求此时电压表示数,请在电压表中

发布时间:2020-08-06 13:37:10

在图1所示电路中,R1=20欧,滑动变阻器R2标有“50欧,2安”字样,闭合电键S,移动变阻器滑片P至中点,电流表示数如图2所示,
(1)求此时电压表示数,请在电压表中标出量程及大小.
(2)求移动滑动变阻器滑片的过程中,电路的最大总功率.
(3)在电压表、电流表的量程均不改变的情况下,用新的电源去替换原来的电源,要求,在移动滑动变阻器滑片的过程中,两电表分别能达到某量程的满刻度,且电路正常工作.
求满足上述要求替换电源的电压(求电源电压范围).

网友回答

解:(1)由图2所示电流表可知,其量程是0~0.6A,
分度值是0.02A,电流表示数I=0.32A,
滑片在中点,滑动变阻器接入电路的阻值:
R2===25Ω,
∵I=,
∴电压表示数U2=IR2=0.32A×25Ω=8V;
∵I=,
∴电源电压U=I(R1+R2)=0.32A×(20Ω+25Ω)=14.4V,
电压表示数为8V,电表应选0~15V量程,电压表量程及示数如图所示.
(2)电路最大电流等于电流表量程0.6A,
电路最大总功率P总=UI最大=14.4V×0.6A=8.64W;
(3)当电流表满偏时电路电流I=0.6A,滑动变阻器接入电路的阻值为零时
电源电压U=IR1=0.6A×20Ω=12V<15V,电压表不能达到满偏,不符合要求;
当电压表满偏滑动变阻器阻值全部接入电路时,电阻R2两端电压U2=15V,
此时电路电流I===0.3A,
此时对于的电源电压U=U1+U2=IR1+U2=0.3A×20Ω+15V=21V,
电流表与电压表都可以达到满偏,此时电源电压最小;
当电流表与电压表都达到满偏时,电源电压最大,
此时电路电流I=0.6A,电压表示数U2=15V,
此时电源电压U=U1+U2=0.6A×20Ω+15V=27V,
则满足要求的电源电压范围是21V≤U≤27V.
答:(1)电压表示数为8V,电压表中量程及大小如图所示.
(2)移动滑动变阻器滑片的过程中,电路的最大总功率为8.64W.
(3)满足要求的电源的电压范围是21V≤U≤27V.
解析分析:由电路图可知,两电阻串联,电流表测电路电流,电压表测滑动变阻器两端电压;
(1)由图示电流表确定电流表量程与分度值,读出电流表示数;滑片在中点,滑动变阻器接入电路的阻值为最大阻值的一半,已知电路电流,由欧姆定律可以求出电压表示数.由串联电路特点及欧姆定律求出电源电压,然后确定电压表量程,作出电压表指针位置.
(2)电源电压一定,由P=UI可知,电路电流越大,电路总功率越大,电流表量程为0~0.6A,电路最大电流为0.6A,由P=UI可以求出电路最大总功率.
(3)滑动变阻器接入电路阻值为零,电流表示数最大时,电源电压最小,由欧姆定律求出电源电压;
当电压表示数最大时,滑动变阻器阻值全部接入电路是电压表满偏时电压源的最小电压;
求出电流表示数最大,电压表示数最大时所对应的电源电压,然后求出电源电压范围.

点评:分析清楚电路结构、熟练应用串联电路特点及欧姆定律、电功率公式即可正确解题;最后一小题是本题的难点,解题时要注意题目要求.
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