Question

【题目】在“用电流表测并联电路中电流”的实验中，小明同学连接的电路如图家所示．

（1）请在原图上只改动一根导线，使两只电流表分别测干路和支路的电流．（要求：在需改线上画“×”，将改动后的导线画出，导线不许交叉）
（2）电路改正后，两电流表指针的偏转角度相同，如图乙所示，电阻R1和R2的电流分别是 A和 A．
（3）电阻R1和R2的阻值之比是 ．
（4）【拓展】
小明又用另外两个灯泡、滑动变阻器和电源等连接了如图丙所示的电路，已知电源电压12V，滑动变阻器标有“10Ω 1A”字样，灯L1、L2分别标有“6V 6W”和“3V 3W”字样．当只闭合S1、S3时，滑动变阻器滑片P位于某位置，灯L1、L2均正常发光，则通过灯L1的电流为 A，滑动变阻器消耗的电功率为P1 ， 若此时只闭合S1、S2 ， 为保证灯L1正常发光，滑片P应向移动 （选填“左”或“右”），滑动变阻器消耗的电功率为P2 ， 则P1：P2= ．

Answer 1

【答案】
（1）

解：原电路中，电流表A2、R1被短路，电路中只有R2与电流表A1串联；

因电流表与待测电路串联，电流表A1连接在干路上，测总电流，电流表A2与R1串联，测通过R1的电流，将连接电流表A1左接线柱与电流表A2的右接线柱的连线去掉，将电流表A2的右接线柱与电阻R2的右接线柱连接起来，将如下图1所示：

（2）0.36；1.44
（3）4：1
（4）1；右；1：2
【解析】解： （2）电路改正后，两电流表指针的偏转角度相同，如图乙所示，根据并联电路电流等于各支路电流之和，故A1的示数应大于A2的示数，故A1按大量程读数，分度值为0.1A，示数为1.8A；
A2按小量程读数，分度值为0.02A，示数为0.36A，通过R1的电流为I1=0.36A，
通过R2的电流为I2=1.8A﹣0.36A=1.44A；
（3）因两电阻并联，两电阻的电压相等，即I1R1=I2R2 ， 根据分流原理：电流的分配与电阻成比，
= = = ，即电阻R1和R2的阻值之比是4：1；
（4）灯L1标有“6V 6W”表示：灯L1的额定电压为6V，额定功率为6W；
L2“3V 3W”表示：灯L2的额定电压为3V，额定功率为3W；
根据P=UI，灯正常发光时，通过灯L1的电流为I1= = =1A；灯L1的电阻RL1= =6Ω，
同理，通过灯L2的电流I2= =1A，灯L2的电阻RL2= = =3Ω；
当只闭合S1、S3时，滑动变阻器滑片P位于某位置，变阻器滑片以左电阻丝与两灯串联，如下图2所示：

因灯L1、L2均正常发光，所以，灯L1、L2的电压分别为额定电压U1=6V，U2=3V，由串联电路电压的规律，变阻器的电压为U滑1=12V﹣6V﹣3V=3V，两灯正常发光时的电流大小为I1=I2=1A，由串联电路电路的规律，通过变阻器的电流也为1A，变阻器连入电路中的电阻R滑1= =3Ω；
若此时只闭合S1、S2 ， 灯与变阻器滑片以右电阻丝串联，如上图3所示，此时变阻器连入电路中的电阻
R滑2=10Ω﹣3Ω=7Ω；
在上面的图2中，R滑1=3Ω和灯L2串联后再与灯L1串联，即相当于灯L1与R串=3Ω+3Ω=6Ω的电阻串联时，灯正常发光；
在图3中，灯与R滑2=7Ω的电阻串联，要使灯正常发光，故应减小变阻器变阻器连入电路中的电阻大小，使变阻器连入电路中的电阻为R′滑2=6Ω，灯即可正常发光，即滑片向右移动；
在上面的2、3图中，灯L1均正常发光，通过电路的电流相等，根据串联电路电流的特点，通过变阻器的电流也相等，根据P=I2R，
在两种情况下，滑动变阻器消耗的电功率之比等于变阻器连入电路中的电阻之比，
即P1：P2=R滑1：R′滑2=3Ω：6Ω=1：2．
所以答案是：（1）如上图1所示；（2）0.36；1.44；（3）4：1；（4）1：右；1：2．
【考点精析】掌握电功率的计算公式是解答本题的根本，需要知道计算电功率公式：P =W/t ；P=UI ; 式中单位P→瓦(w)；W→焦；t→秒；U→伏（V）；I→安（A）计算电功率还可用公式：P=I2R和P= U2/R．