Question

如图9所示的电路中，电源电压不变．电阻R₁的阻值20欧，滑动变阻器R₂上标有“100Ω  2A”字样．闭合电键S，电流表A的示数为0.4安，电压表V的示数为10伏．求：
（1）电阻R₂连入电路的阻值；
（2）电源电压U；
（3）现有三个定值电阻，分别为A（40欧）、B（10欧）、C（4欧），请从中选择一个来替换电阻R₁，并选择合适的电表量程．要求：在移动变阻器滑片P的过程中，不更换电表量程，两电表的指针能达到满刻度处，且电路能正常工作．
①请选择电表使用的量程：电流表量程______安，电压表量程______伏；
②应选用电阻______（选填字母）代替电阻R₁；
③满足上述要求时，变阻器R₂连入电路的阻值范围．

Answer

由电路图可知，两电阻串联，电压表测滑动变阻器两端电压，电流表测电路电流；
（1）已知电压与电流，由欧姆定律可以求出滑动变阻器接入电路的阻值；
（2）由欧姆定律求出电阻R1两端电压，由串联电路特点求出电源电压．
（3）①先根据题意确定两电表的量程，再分析当分析三电阻接在电路中时的电流及电压范围可得出应选择的电阻；
②根据电流表和电压表允许通过的最大值，分别利用欧姆定律求得对应的滑动变阻器的阻值，则范围可求．
【解析】
（1）∵I=，
∴滑动变阻器接入电路的阻值：
R2===25Ω；
（2）∵I=，
∴电阻R1两端电压U1=IR1=0.4A×20Ω=8V，
电源电压U=U1+U2=8V+10V=18V；
（3）①②在移动变阻器滑片P的过程中，不更换电表量程，两电表的指针能达到满刻度处，
由于电源电压是18V，因此电压表可选0～15V量程；
若电阻选C：4Ω时，电路最大电流I===4.5A＞3A，因此不能选电阻C；
若选电阻A：40Ω，电路最大电流I===0.45A＜0.6A，
电流表不能达到最大值，故电阻不能选A，电阻只能选B：10Ω；
电阻选B：10Ω，电路最大电流I===1.8A＜3A，则电流表应选0～0.6A量程；
③∵I=，
∴电流最大时，即电路最小电阻：
R最小===30Ω，
R2最小=R-R1=30Ω-10Ω=20Ω；
电压表示数最大时，U1=U-U2最大=18V-15V=3V，
此时电路电流I===0.3A，
∵I=，
∴滑动变阻器最大阻值：
R2最大===50Ω，
因此滑动变阻器R2接入电路的阻值范围是20Ω～50Ω；
答：（1）电阻R2连入电路的阻值是25Ω；
（2）电源电压是18V；
（3）①0～0.6；0～15；②B；③滑动变阻器R2接入电路的阻值范围是20Ω～50Ω．