(2010•徐汇区二模)在图 所示的电路中,电源电压为15伏且不变,电阻R1的阻值为20欧,滑动变

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  • 解题思路:(1)由电路图可知,电阻R1和滑动变阻器R2串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流;根据U=IR求出电阻R1两端的电压;根据串联电路电压特点求出滑动变阻器R2两端的电压,根据P=UI求出滑动变阻器R2消耗的电功率.

    (2)当电压表量程为0~3V时,根据欧姆定律求出电路中的最大电流,结果小于0.6A此时电流表正常工作,根据欧姆定律求出滑动变阻器的最小值,即可得到滑动变阻器接入电路阻值的范围;当电压表量程为0~15V时,求出此时电流中的最大电流,然后根据电流表的不同量程确定电路的最大电流,以及相应滑动变阻器接入电路阻值的范围.

    (1)电阻R1两端的电压为U1=IR1=0.5A×20Ω=10V;

    (2)此时滑动变阻器R2消耗的电功率为:

    P2=U2I=(U-U1)I=(15V-10V)×0.5A=2.5W;

    (3)①当电压表量程为0~3V时,电路中的最大电流为:

    I'最大=

    U′1

    R1=[3V/20Ω]=0.15A,

    滑动变阻器的最小值为R2最小=

    U−

    U′1

    I′最大=[15V−3V/0.15A]=80Ω,

    所以滑动变阻器连入电路的阻值范围是80~100Ω;

    ②当电压表量程为0~15V时,电路中的最大电流为:

    I最大″=

    U″1

    R1=[15V/20Ω]=0.75A;

    若电流表量程为0~3A:

    滑动变阻器连入电路的阻值范围是0~100Ω,

    若电流表量程为0~0.6A:

    U最大=I最大R1=0.6A×20Ω=12V,

    R2最小=

    U−U最大

    I最大=[3V/0.6A]=5Ω,

    滑动变阻器连入电路的阻值范围是5Ω~100Ω.

    答:(1)电阻R1两端的电压为10V;

    (2)此时滑动变阻器R2消耗的电功率P2为2.5W;

    (3)当电压表量程为0~3V时,R2允许连入电路的可能阻值范围为80Ω~100Ω;

    当电压表量程为0~15V,电流表量程为0~3A时,滑动变阻器连入电路的阻值范围是0~100Ω;

    当电压表量程为0~15V,电流表量程为0~0.6A时,滑动变阻器连入电路的阻值范围是5Ω~100Ω.

    点评:

    本题考点: 电功率的计算;滑动变阻器的使用;欧姆定律的应用.

    考点点评: 本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的计算,以及电压表、电流表的正确使用;关键是电路串并联的辨别;难点是两电表正常使用时滑动变阻器接入电路阻值范围的确定,解题时应从电压表着手.