Question

在如图所示电路中，电源电压为18伏，R₁的阻值为4欧，电流表和电压表均为学校实验室常用电表，闭合电键后，电流表示数为1.5安．求：
①电压表的示数U₁；
②电路的总功率P；
③现从标有“50Ω  1.5A”和“20Ω  2A”的滑动变阻器中选择一个来替换R₁或R₂，要求：选择适当的量程，闭合电键后，移动变阻器的滑片，使两电表都能达到各自的最大值，且电路能正常工作．
第一，请通过计算说明被替换的定值电阻是______（选填“R₁”或“R₂”）．
第二，替换后是否能满足③的要求，若不能，请说明理由；若能，请写出选用的滑动变阻器，并计算出满足③中要求的滑动变阻器的使用范围．

Answer

①由电路图可知，当电键S断开时，R1、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求出电压表的示数；
②已知电源电压和电路中的电流，直接利用P=UI求出电路的总功率；
③假如替换R2，计算出当电流表示数等于0.6A时，电压表的示数，并与最大电压比较，即可得出正确结果；
根据电流表和电压表的最大值以及滑动变阻器的阻值分别计算出此时的电阻即可得出正确结论．
【解析】
①U1=I1R1=1.5安×4欧=6伏
答：电压表的示数为6V；
②P=UI=18伏×1.5安=27瓦
答：电路的总功率为27W．
③R2===8Ω；
第一，若替换R2，则当I=0.6安时，U1=2.4伏，不可能能使电压表达到满刻度，不能替换R2，所以应替换R1．
第二，选用“50Ω  1.5A”
当I=0.6安时，R1=-R2=-8Ω=22Ω；
当U1=15伏时，R1=R2=×8Ω=40Ω；
∴滑动变阻器的取值范围为22欧～40欧．