Question

【題目】如圖(a)所示，電源電壓為6伏且保持不變，電阻R1阻值為10歐，電流表A和A1是兩個相同的電表。閉合電鍵S后，電流表A的示數(shù)如圖(b)所示。求：

（1）通過R1的電流I1。

（2）通電10秒鐘電流通過R2所做的功。

（3）現(xiàn)用標(biāo)有“60Ω 3A”和“20Ω 2A”字樣的滑動變阻器，則當(dāng)選用標(biāo)有哪種字樣的滑動變阻器替換R1，將電流表A1串聯(lián)接入_____點(diǎn)處時(shí)(選填“M”成“N")，在移動變阻器滑片P的過程中能使電流表A1與A示數(shù)的比值最小，求電流表A1與A示數(shù)的最小比值及此時(shí)滑動變阻器消耗的功率P。

Answer 1

【答案】（1）0.6A；（2）24J；（3）“60Ω 3A”；N；2:15；15.6W

【解析】

（1）由電路圖可知，電阻R1和R2并聯(lián)，電流表A測干路電流；則R1的電流I1===0.6A；

（2）從圖（b）中可知，電流表的量程是0-3A，分度值是0.02A，電流表A的示數(shù)為1A，

根據(jù)并聯(lián)電路電流特點(diǎn)可知通過R2的電流：I2=I-I1=1A-0.6A=0.4A，并聯(lián)電路中各個支路的電壓相等，所以R2兩端的電壓為6V，電流通過R2所做的功W2=UI2t=6V×0.4A×10s=24J；

（3）由于電阻R1與R2并聯(lián)，電流表A測干路電流，支路R2的電流不變，則在移動變阻器滑片P的過程中使電流表A1與A示數(shù)的比值最小，則應(yīng)增大A的示數(shù)同時(shí)減小電流表A1的示數(shù)，或只增大A的示數(shù)；由于電流表A測干路電流，根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)可知：電流表A的示數(shù)會隨R1電流的增大而增大；所以，應(yīng)把電流表接入N點(diǎn)處；

滑動變阻器標(biāo)有“60Ω 3A”字樣，通過變阻器的最大電流為3A，圖中電流表A的最大量程為0-3A，所以干路中的電流最大為3A，通過變阻器的電流I1最大=3A-0.4A=2.6A，電流表A1與A示數(shù)的最小比值，滑動變阻器的電功率P=UI1最大=6V×2.6A=15.6W；

滑動變阻器標(biāo)有“20Ω 2A”字樣，所以I1最大′=2A，電流表A1與A示數(shù)的最小比值；

使電流表A1與A示數(shù)的比值最小，所以選擇標(biāo)有“60Ω 3A”字樣的滑動變阻器。