在图中所示的电路中,电源电压为18伏且不变,滑动变阻器R2上标有“10Ω??2A”字样.闭合电键S,电流表A的示数为1.2安,电压表V的示数为6伏.求:
(1)10秒内,电流通过滑动变阻器R2所做的功W2.
(2)电阻R1的阻值.
(3)现有三个滑动变阻器,分别为“5Ω??3A”、“20Ω??2A”和“50Ω??2A”,请从中选择一个来替换变阻器R2,要求:闭合电键后,在移动变阻器滑片P的过程中,两电表的示数分别能达到某个量程的最大值,且电路能正常工作.
①应选择的滑动变阻器为________.
②满足上述要求时,该滑动变阻器连入电路的阻值范围.
网友回答
解:(1)W2=U2It=6V×1.2A×10s=72J.
(2)U1=U-U2=18V-6V=12V,
R1===10Ω.
(3)当滑动变阻器的阻值为0,只有R1工作时,电路中的最大电流为=1.8A,
不可能达到3A,故不满足“电表的示数分别能达到某个量程的最大值”,即不可能取0-3A的量程,只能取小量程.
当电流表示数I最大=0.6A时
R最小===30Ω,
R滑最小=R最小-R1=30Ω-10Ω=20Ω
当电压表示数U滑最大=15V时,
U1最小=U-U滑最大=18V-15V=3V
I最小===0.3A
R滑最大===50Ω
滑动变阻器连入电路的阻值范围是20Ω~50Ω.
所以选择“50Ω??2A”的滑动变阻器.
答:(1)10秒内,电流通过滑动变阻器R2所做的功W2为72J.
(2)电阻R1的阻值是10Ω.
(3)①“50Ω??2A”;②滑动变阻器连入电路的阻值范围是20Ω~50Ω.
解析分析:(1)知道电压、电流、通电时间,根据W=UIt求出电流通过滑动变阻器R2所做的功W2.(2)根据并联电路的电压特点,求出R1的电压,根据欧姆定律求出电阻R1的阻值.(3)当电流表示数最大时,电路电阻最小,滑动变阻器电阻最小,分担的电压最小,电压表不会超过电压表的量程.求出滑动变阻器的最小值;当电压表示数最大时,滑动变阻器的电阻最大,电路电流最小,不会超过电流表的量程,求出滑动变阻器的最大值.
点评:对于电流表和电压表在同一个电路中,使其中一个满量程工作,要保证另一个的安全使用,不要顾此失彼,这是学生最容易出错的地方.