Question

【題目】如圖甲所示的電路中，電阻R1的阻值為20Ω，R2為滑動變阻器，其規格能夠滿足電路要求．電流表A、A1的表盤均如圖乙所示，電源電壓為12V，且保持不變．閉合開關S，在保持電路元件正常使用的情況下，求：
①電流表A1的示數；
②電路中的最大電功率為多少？此時通過R2的電流I2是多少？
③若R2為一個規格為“30Ω 2A”的滑動變阻器，電流表A的示數變化的最大值△I是多少？
④聯系家庭電路，并結合以上計算結果，類比說一說對合理使用家用電器的啟示．

Answer 1

【答案】解：①電流表A1的示數I1= = =0.6A；
②由圖乙可知：電路中的最大電流為電流表A使用3A的量程時，則電路中的最大電流為3A，
最大功率P=UI=12V×3A=36W；
因并聯電路中干路電流等于各支路電流之和，
所以，則通過R2的電流：
I2=I﹣I1=3A﹣0.6A=2.4A；
③若R2為一個規格為“30Ω 2A”的滑動變阻器，由于R1支路的電流不變，當滑動變阻器接入電路中的電阻最大時，干路電流最小，
則I2最小= = =0.4A，
所以，電流表A的最小示數I最小=I1+I2最小=0.6A+0.4A=1A，
由于電流表A的量程為0～3A，所以最大示數I最大=3A，
△I=I最大﹣I最小=3A﹣1A=2A；
④由于并聯電路中干路電流等于各支路電流之和，當支路電阻越小干路電流越大，所以為保護電路，使用家用電器時注意額定功率，不能使干路電流超過規定值．
答：①電流表A1的示數為0.6A；②電路中的最大電功率為36W，通過R2的電流I2是2.4A；③若R2為一個規格為“30Ω 2A”的滑動變阻器，電流表A的示數變化的最大值△I是2A；④使用家用電器時注意額定功率，不能使干路電流超過規定值．
【解析】由電路圖可知，R1與R2并聯，電流表A1測R1支路的電流，電流表A2測干路電流．①根據歐姆定律即可求出電流表A1的示數；
②根據電流表A的量程確定出電路中的最大電流即可利用P=UI求出最大功率；利用并聯電路的電流特點求出通過R2的電流；
③若R2為一個規格為“30Ω 2A”的滑動變阻器，移動滑片時通過R1的電流不變，根據滑動變阻器的最大電阻值即可求出電流表A的最小值，根據電流表的量程即得出電流表的最大值，最后即可求出示數變化的最大值△I；
④根據電流表A的示數變化即可得出使用家用電器的啟示．
本題考查了并聯電路的特點和歐姆定律、電功率公式、電功公式的應用，關鍵是滑動變阻器消耗最大和最小功率的判斷．
【考點精析】關于本題考查的歐姆定律及其應用和電功率的計算公式，需要了解歐姆定律的應用： 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）；計算電功率公式：P =W/t ；P=UI ; 式中單位P→瓦(w)；W→焦；t→秒；U→伏（V）；I→安（A）計算電功率還可用公式：P=I2R和P= U2/R才能得出正確答案．