Question

在圖甲所示的電路中，電源電壓24伏保持不變，滑動(dòng)變阻器R₂上標(biāo)有“100Ω 1A”字樣。閉合電鍵S后，電流表A和電壓表V₁示數(shù)如圖乙所示。求：

（1）定值電阻R₁。
（2）此時(shí)滑動(dòng)變阻器R₂消耗的電功率。
（3）現(xiàn)有兩個(gè)定值電阻分別為12歐、30歐來(lái)替換電阻R₁，滑動(dòng)變阻器“20Ω 2A”、“50Ω 1A”來(lái)替換R₂。要求：移動(dòng)變阻器的滑片P，在電路安全使用的情況下（兩電壓表型號(hào)相同），使電流變化量達(dá)到最大。
則R1選___________歐，R₂選“_________”，并計(jì)算此時(shí)電流的最大變化量。

Answer 1

（1）28歐   （2）5瓦    （3）12   20Ω 2A       0.5安

解析試題分析：
由圖可知，R1與R2串聯(lián)，電壓表V1測(cè)R1的電壓，電壓表V2測(cè)R2的電壓，電流表測(cè)串聯(lián)電路的電流。
（1）定值電阻RR₁=U₁/I₁=14伏/0.5安=28歐                            
（2）此時(shí)滑動(dòng)變阻器R2消耗的電功率P₂ = U₂I₂ =（24伏－14伏）×0.5安 ＝5瓦               
（3）替換的方式有四種：
①R₁選12歐；R₂選“20歐 2安” ，此時(shí)                 
I_最大=U_1大/R₁=15伏/12歐=1.25安                   
I_最小=U/R_大=24伏/（12歐+20歐）=0.75安           
∴電流表示數(shù)的最大變化量ΔI=1.25安－0.75安= 0.5安。
② R₁選12歐；R₂選“50歐 1安”，此時(shí)
I_最大=U_1大/R₁=15伏/12歐=1.25安 ，大于滑動(dòng)變阻器允許通過(guò)的最大電流，所以不可取。
③ R₁選30歐；R₂選“20歐 2安”，此時(shí)
I_最大=U_1大/R₁=15伏/30歐=0.5安，此種情況下電流表示數(shù)的最大變化量ΔI一定小于 0.5安。
④ R₁選30歐；R₂選“50歐 1安”，同上③，電流表示數(shù)的最大變化量ΔI也一定小于 0.5安。
綜上所述，則R1選12歐，R2選“20歐 2安”，電流表示數(shù)的最大變化量ΔI=1.25安－0.75安= 0.5安
考點(diǎn)：電路的分析；歐姆定律；電功率