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(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
![](https://www.zaojiaoba.cn/2018-10/02/1538477732-5740.jpg)
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=
=
=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′=
=
=25Ω,
此时电流表的示数和电压表的示数分别为:
I2=
=
=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″=
=
=5Ω,
此时电流表的示数和电压表的示数分别为:
I3=
=
=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′″=
=
=5Ω,
此时电流表的示数和电压表的示数分别为:
I4=
=
=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″″=
①由I=
U |
R |
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=
U2 |
I1 |
12V |
0.4A |
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′ |
I2 |
0.5V×n |
0.02A×n |
此时电流表的示数和电压表的示数分别为:
I2=
U |
R1+R2′ |
18V |
15Ω+25Ω |
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″ |
I2 |
0.5V×n |
0.1A×n |
此时电流表的示数和电压表的示数分别为:
I3=
U |
R1+R2″ |
18V |
15Ω+5Ω |
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′″ |
I4 |
0.1V×n |
0.02A×n |
此时电流表的示数和电压表的示数分别为:
I4=
U |
R1+R2′″ |
18V |
15Ω+5Ω |
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″″=
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