Question

【題目】如圖所示電路中電源電壓不變，電表為實驗室常用電表（電流表量程有00.6A和03A；電壓表量程有03 V和015 V）。R0阻值為10Ω，R1標有“30 Ω 1.5 A”字樣，R2標有“20Ω 2A”字樣。只閉合S2，R2的滑片置于中點時，電流表示數為1.2A。

（1）求電源電壓。

（2）只閉合S2時，求R0消耗的最大功率。

（3）將R2的滑片置于最左端不動。用另一電源替換原有電源，同時在電路中再接入兩個與A相同規格的電流表A1、A2（各電表可能重新選擇量程），將R1的滑片置于中點后，同時閉合S1和S2，電流表A、A1、A2的偏轉角度之比為1：2：3，調節R1滑片至某位置時，有兩個電表指針滿偏。求電源電壓和在滿足電路安全的情況下R1消耗功率的范圍。

Answer 1

【答案】（1）24V（2）57.6W（3）6V；1.2W≤P≤3.6W

【解析】

(1)當只閉合S2時，R2的滑片置于中點，此時，可知電源電壓大小是

(2)只閉合S2時，對定值電阻R0而言，由可得，當電路中電流最大時，R0消耗的功率最大；由題意可得，時，電路中電流最大，R0消耗的功率是

(3)R2的滑片置于最左端，同時閉合S1、S2，當P置于中點時

可知

因為電流表A、A1、A2的偏轉角度之比為1：2：3，可得A量程為0~3A，A1、A2的量程均為0~0.6A，且A1與R1串聯，A2與R0串聯；

當P置于某一位置時，有兩個電表滿偏；若A與A1滿偏，則

此時，電源電壓是

此時

這種情況不符合題意，所以不是A與A1滿偏；

若A與A2滿偏，則

可知電源電壓是

此時

這種情況符合題意，所以可能是A與A2滿偏；

若A1與A2滿偏，則電源電壓是

此時

這種情況符合題意，所以也可能是A1與A2滿偏；

綜上所述，電源電壓為6V；

當R1全部接電路時

當R1部分接電路時，使A1達到滿偏時

所以R1的電功率范圍為

答：(1)電源電壓是；(2)只閉合S2時，R0消耗的最大功率是；(3)電源電壓是；在滿足電路安全的情況下R1消耗功率的范圍是。