Question

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，滑动变阻器R₂上标有“100Ω   1A”字样．闭合电键S，电流表的示数为0.5安．求：
（1）电阻R₁两端的电压．
（2）此时滑动变阻器R₂消耗的电功率P₂．
（3）在移动变阻器滑片P的过程中，要求电路及电表均能正常工作，分别计算滑动变阻器R₂在不同情况下允许连入电路的可能阻值范围．

Answer

（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．
【解析】
（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===0.15A，
滑动变阻器的最小值为R2最小===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″===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===5Ω，
滑动变阻器连入电路的阻值范围是5～100Ω．