在如图（a）所示的电路中，电源电压为18伏保持不变，电阻R2的阻值为10欧，滑动变阻器R1标有“20Ω1A”字样，电流表、电压表的表盘如图（b）所示．闭合电键S，求：（1）在移动变阻器滑片

Question

在如图（a）所示的电路中，电源电压为18伏保持不变，电阻R₂的阻值为10欧，滑动变阻器R₁标有“20Ω 1A”字样，电流表、电压表的表盘如图（b）所示．闭合电键S，求：
（1）在移动变阻器滑片P的过程中，电压表V₁示数的最小值．
（2）如果用另一个电阻R₀和电源U分别替换电阻R₂和原来的电源，并将另一个电压表V₂并联在电源两端．要求提供移动滑片P能使三个电表偏离零刻度的角度相同．提供计算确定不同情况下满足要求的R₀的阻值和对应电源电压U的最大值．

Answer 1

（1）由a图可知，R₁与R₂串联，电压表V₁测R₂电压，电流表测电路电流，当滑片于最左端时，R₂未接入电路，电压表示数为最小值0；
（2）用另一个电阻R₀和电源U分别替换电阻R₂和原来的电源，并将另一个电压表V₂并联在电源两端，替换后电路如图1所示，由图可知，R₀与R₁串联，电压表V₁测R₁两端电压U₁，电压表V₂测电源电压U，根据串联电路的电压规律可知：U=U₀+U₁，即电压表V₂的示数会大于V₁的示数，要使它们的指针偏转解度相同，可知电压表V₁采用0-3V量程，最小分度0.1V，电压表V₂采用0-15V量程，最小分度为0.5V，电压表、电流表的指针偏离零刻度线的角度恰好相同，则指针偏转的格数n相等，R₀两端电压：U₀=U-U₁=5U₁-U₁=4U₁
若电流表采用0-0.6A量程，最小分度值为0.02A，电路中最大电流I_大=0.6A，当三表的偏转角度相同（即指针偏转的格数n相等）时，
R₁的电阻：R₁=(U1)/(I)=(n×0.1V)/(n×0.02A)=5Ω，
R₀的电阻：R₀=(U0)/(I)=(4U1)/((U1)/(R1))=4×5Ω=20Ω，
电源最大电压：U_大=（R₁+R₀）I_大=（5Ω+20Ω）×0.6A=15V；
若电流表采用0-3A量程，最小分度值为0.1A，电路中最大电流I_大=3A，当三表的偏转角度相同（即指针偏转的格数n相等）时，
R₁的电阻：R'₁=(U1)/(I)=(n×0.1V)/(n×0.1A)=1Ω，
R₀的电阻：R'₀=(U0)/(I)=(4U1)/((U1)/(R′1))=4×1Ω=4Ω，
电源最大电压：U'_大=I'_大（R'₁+R'₀）=（1Ω+4Ω）×3A=15V；
答：（1）电压表V₁示数的最小值为0；
（2）电流表采用0-0.6A量程，R₀的阻值为20Ω，对应电源电压U的最大值为15V；
电流表采用0-3A量程，R₀的阻值为5Ω，对应电源电压U的最大值为15V．