Question

在如图所示的电路中，电源电压为6V且不变．电阻R₁的阻值为10Ω，滑动变阻器R₂上标有“20Ω 2A”字样，两电表均为常用电表．闭合开关S，电流表示数为0.2A．
求：（1）电压表的示数；
（2）电阻R₂连入电路的阻值；
（3）若移动滑动变阻器滑片P到某一位置时，发现电压表和电流表中有一个已达满刻度，此时电压表和电流表的示数．

Answer 1

【答案】分析：由电路图可知，两电阻串联，电流表测电路电流，电压表测电阻R1两端的电压；
（1）已知电流与电阻R₁的阻值，由欧姆定律可以求出电压表的示数．
（2）由串联电路规律求出滑动变阻器两端的电压，然后由欧姆定律求出滑动变阻器接入电路的阻值．
（3）根据电源电压与所给电阻阻值，确定电压表与电流表的量程，然后根据欧姆定律分析答题．
解答：解：（1）∵I=，
∴电压表示数U_V=U₁=IR₁=0.2A×10Ω=2V；
（2）电阻R₂两端的电压U₂=U-U₁=6V-2V=4V；
∵I=，
∴此时R₂连入电路的阻值：
R₂===20Ω；
（3）电源电压是6V，因此电压表量程应为0～15V，
因为R₁=10Ω，滑动变阻器接入电路阻值为零时，
电路电流最大，电路最大电流为I===0.6A，
因此电流表量程应为0～0.6A；
由电路图可知，当滑片向左移动时，电压表和电流表的示数都变大；
电流表量程为0～0.6A，当电流表指针达到满偏时，电路电流最大为I_最大=0.6A，
此时电压表示数为U_V=I_最大R₁=0.6A×10Ω=6V＜15V，能够保证电路安全，符合题意，
此时电压表、电流表的示数分别为6V、0.6A；
答：（1）电压表示数为2V．
（2）电阻R₂连入电路的阻值为20Ω．
（3）此时电压表和电流表的示数为6V和0.6A．
点评：此题是电学的综合题，有一定难度，本题的难点在第（3）题，分析清楚电路结构、熟练应用串联电路特点、欧姆定律进行解题．