Question

【題目】在如圖1所示電路中，電源電壓4.5伏保持不變，變阻器上標有“20Ω，2A”字樣．閉合開關S后，電流表和電壓表指針的位置分別如圖2所示．
（1）求此時變阻器R2連入電路的電阻值．
（2）求電流在1min內通過電阻R1所做的功．
（3）通過計算說明，在電路安全工作前提下，移動變阻器滑片P，電表示數能否達到所選量程的最大值．

Answer 1

【答案】
（1）解：由圖1可知，R1與R2串聯，電壓表測R2兩端電壓U2，

由圖2可知，電流表所用0～0.6A量程，分度值為0.02A，示數為I=0.3A；

電壓表量程為0～3V，分度值為0.1V，示數為U2=2.1V；

此時變阻器R2連入電路的電阻值：

R2= = =7Ω

（2）解：串聯電路中電流處處相等，電流在1min內通過電阻R1所做的功為：

W1=U1It=（4.5V﹣2.1V）×0.3A×60s=43.2J

（3）解：R1兩端電壓：U1=U﹣U2=4.5V﹣2.1V=2.4V，

R1的阻值：R1= = =8Ω，

電流表所用0～0.6A量程，若電流表示數為I大=0.6A，則此時電路的總電阻為：

R= = =7.5Ω＜8Ω，

所以電流表示數不可能達到所選量程的最大值；

電壓表量程為0～3V，當電壓表示數為U大=3V時，

則R1兩端的電壓為：U'1=U﹣U大=4.5V﹣3V=1.5V，

根據串聯電路的特點可得： = ，

則R'2=2R1=2×8Ω=16Ω＜20Ω，

故電壓表示數能夠達到所選量程的最大值

【解析】（1）根據電流表電壓表所用的量程，明確最小分度，讀出示數，利用R= 求解（2）分析電路，根據串聯電路的特點，W=UIt=I2Rt求解；（3）根據電流表和電壓表量程，分析當其中一只電表的示數最大時，另一只電表的示數，據此進行判斷．
【考點精析】認真審題，首先需要了解歐姆定律及其應用(歐姆定律的應用： ① 同一個電阻，阻值不變，與電流和電壓無關 但加在這個電阻兩端的電壓增大時，通過的電流也增大．（R=U/I） ② 當電壓不變時，電阻越大，則通過的電流就越小．（I=U/R） ③ 當電流一定時，電阻越大，則電阻兩端的電壓就越大．（U=IR）)．