（2014•浦东新区二模）如图的电路中，电源电压为18伏且不变，电阻R1的阻值为15欧，滑动变阻器R2上标有“50Ω1.5A”字样，所用电表为学校实验室常用电表．闭合电键S后，电流表的示数为0.

题目详情

（2014•浦东新区二模）如图的电路中，电源电压为18伏且不变，电阻R₁的阻值为15欧，滑动变阻器R₂上标有“50Ω 1.5A”字样，所用电表为学校实验室常用电表．闭合电键S后，电流表的示数为0.4安．
①求电阻R₁两端的电压U₁．
②求电阻R₁消耗的电功率P₁．
③如果要使两电表的指针偏离零刻度线的角度相同，且电路能正常工作．
第一，不改变电表量程，移动滑片P能否满足上述要求；若能，请说明滑片P应向哪个方向移动；若不能，请简要说明理由．
第二，选择合适的电表量程，满足上述要求共有______种可能．请另选一种满足上述要求的情况：电流表量程0～______安，电压表量程0～______伏，并计算当满足上述要求时，电路中的电流大小I．

▼优质解答

答案和解析

由电路图可知，定值电阻R₁与滑动变阻器R₂串联，电压表测R₂两端的电压，电流表测电路中的电流．
①由I=

可得，电阻R₁两端的电压：
U₁=I₁R₁=0.4A×15Ω=6V；
②电阻R₁消耗的电功率：
P₁=U₁I₁=6V×0.4A=2.4W；
③第一，不改变电表量程时，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，滑动变阻器两端的电压：
U₂=U-U₁=18V-6V=12V，
则电压表的量程为0～15V，分度值为0.5V；
滑动变阻器接入电路中的电阻：
R₂=

12V

0.4A

=30Ω；
电流表的示数为0.4A，则电流表的量程可能为0～0.6A，可能为0～3A，
当电流表的量程为0～0.6A时，分度值为0.02A，
因两电表的指针偏离零刻度线的角度相同，
所以，两电表指针偏转的格数n相同，
则滑动变阻器接入电路中的电阻为：
R₂′=

U2′

0.5V×n

0.02A×n

=25Ω，
此时电流表的示数和电压表的示数分别为：
I₂=

R1+R2′

18V

15Ω+25Ω

=0.45A＜0.6A，U₂′=I₂R₂=0.45A×25Ω=11.25＜15V，
则电路可以正常工作，
因R₂＞R₂′，
所以滑片右移；
当电流表的量程为0～3A时，分度值为0.1A，
则滑动变阻器接入电路中的电阻为：
R₂″=

U2″

0.5V×n

0.1A×n

=5Ω，
此时电流表的示数和电压表的示数分别为：
I₃=

R1+R2″

18V

15Ω+5Ω

=0.9A＜3A，U₂=I₃R₂=0.9A×5Ω=4.5V＜15V，
则电路可以正常工作，
因R₂＞R₂″，
所以滑片右移；
综上可知，不改变电表量程，移动滑片P能满足上述要求，滑片P应向右移动；
第二，电压表的量程为0～3V，分度值为0.1V；
当电流表的量程为0～0.6A时，分度值为0.02A，
滑动变阻器接入电路中的电阻为：
R₂′″=

U2′″

0.1V×n

0.02A×n

=5Ω，
此时电流表的示数和电压表的示数分别为：
I₄=

R1+R2′″

18V

15Ω+5Ω

=0.9A＞0.6A，
则电路不可以正常工作，方法不可取；
当电流表的量程为0～3A时，分度值为0.1A，
则滑动变阻器接入电路中的电阻为：
R₂″″=