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(2014•杨浦区二模)在如图所示的电路中,电源电压为18伏,定值电阻R1的阻值为12欧,闭合电键S,电流表的示数为0.5安.电流表、电压表的表盘如图(a)、(b)所示.求:①电阻R1两端的
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(2014•杨浦区二模)在如图所示的电路中,电源电压为18伏,定值电阻R1的阻值为12欧,闭合电键S,电流表的示数为0.5安.电流表、电压表的表盘如图(a)、(b)所示.求:
①电阻R1两端的电压; ②电阻R2消耗的电功率;
③现有两个滑动变阻器,A:“50欧 2安”和 B:“150欧 1安”,请选择其中一个替换定值电阻R1或R2. 要求:选择适当的量程,闭合电键后,移动变阻器的滑片,在保证各元件都能正常工作的情况下,使电流表和电压表V1都能达到各自的最大值,且使电压表V2的变化量最大.
第一,为满足上述要求,应选用滑动变阻器______(选填“A”或“B”)替换定值电阻______(选填“R1”或“R2”).
第二,算出电路中电压表V2的最大变化量△U2.
①电阻R1两端的电压; ②电阻R2消耗的电功率;
③现有两个滑动变阻器,A:“50欧 2安”和 B:“150欧 1安”,请选择其中一个替换定值电阻R1或R2. 要求:选择适当的量程,闭合电键后,移动变阻器的滑片,在保证各元件都能正常工作的情况下,使电流表和电压表V1都能达到各自的最大值,且使电压表V2的变化量最大.
第一,为满足上述要求,应选用滑动变阻器______(选填“A”或“B”)替换定值电阻______(选填“R1”或“R2”).
第二,算出电路中电压表V2的最大变化量△U2.
▼优质解答
答案和解析
由电路图可知,两电阻串联,电压表V1测R1两端的电压,电压表V2测R2两端的电压,电流表测电路中的电流.
①∵串联电路各处的电流相等,
∴根据欧姆定律可得,电阻R1两端的电压:
U1=IR1=0.5A×12Ω=6V;
②∵串联电路中总电压等于各分电压之和,
∴R2两端的电压:
U2=U-U1=18V-6V=12V,
电阻R2消耗的电功率:
P2=U2I=12V×0.5A=6W;
③R2的阻值为:
R2=
=
=24Ω,
由上计算可知:电流表的量程为0~0.6A,两电压表的量程均为0~15V,
要使电流表和电压表V1都能达到各自的最大值,则与电压表V1并联的电阻应替换为阻值最大变阻器;
所以用滑动变阻器替换定值电阻R1,
当电流表A的示数最大,即Imax=0.6A时,
则电压表V2的示数最大为U2max=ImaxR2=0.6A×24Ω=14.4V,
当R1=150Ω时,
=
,U1=
U=
×18V=15.51V,
∵电压表V1的量程为0~15V,
∴U1最大=15V,
U2最小=U-U1最大=18V-15V=3V,
∴△U2=U2最大-U2最小=14.4V-3V=11.4V.
答:①电阻R1两端的电压为6V;
②电阻R2消耗的电功率为6W;
③第一,B;R1;
第二,电压表V2的最大变化量△U2=11.4V.
①∵串联电路各处的电流相等,
∴根据欧姆定律可得,电阻R1两端的电压:
U1=IR1=0.5A×12Ω=6V;
②∵串联电路中总电压等于各分电压之和,
∴R2两端的电压:
U2=U-U1=18V-6V=12V,
电阻R2消耗的电功率:
P2=U2I=12V×0.5A=6W;
③R2的阻值为:
R2=
U2 |
I |
12V |
0.5A |
由上计算可知:电流表的量程为0~0.6A,两电压表的量程均为0~15V,
要使电流表和电压表V1都能达到各自的最大值,则与电压表V1并联的电阻应替换为阻值最大变阻器;
所以用滑动变阻器替换定值电阻R1,
当电流表A的示数最大,即Imax=0.6A时,
则电压表V2的示数最大为U2max=ImaxR2=0.6A×24Ω=14.4V,
当R1=150Ω时,
U1 |
U |
R1 |
R |
R1 |
R |
150Ω |
150Ω+24Ω |
∵电压表V1的量程为0~15V,
∴U1最大=15V,
U2最小=U-U1最大=18V-15V=3V,
∴△U2=U2最大-U2最小=14.4V-3V=11.4V.
答:①电阻R1两端的电压为6V;
②电阻R2消耗的电功率为6W;
③第一,B;R1;
第二,电压表V2的最大变化量△U2=11.4V.
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