Question

在图所示的电路中，电源电压保持不变，滑动变阻器R₂上标有“50Ω  2A”字样．闭合电键S，移动滑片P到某位置时，电压表V₁（大量程已损坏）的示数为2伏，电压表V的示数为6伏，电流表A的示数为0.2安．求：
（1）电阻R₁的阻值；
（2）在闭合电键时，2分钟内电流通过电阻R₁做的电功；
（3）在闭合电键时，电路中的最小电流；
（4）在各电表都能正常使用的前提下，移动滑片能使哪一个电表达到满刻度，此时电路中的总功率是多少？

Answer

由图可知两电阻串联，电压表V测量电源两端的电压，电压表V1测量R1两端的电压，电流表测量电路中的电流．
（1）根据欧姆定律可求得电阻R1的阻值；
（2）已知R1两端的电压和电路中的电流，则由电功公式W=UIt可求得电流通过电阻R1时所做的功；
（3）当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，根据电阻的串联和欧姆定律求出其大小；
（4）根据欧姆定律可得当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时电流表示数达到满量程，但此时电压表V1已超出量程，故电表达到满刻度的是电压表V1，根据欧姆定律求出电路中的电流，再根据P=UI求出此时电路中的总功率．
【解析】
由图可知两电阻串联，电压表V测量电源两端的电压，电压表V1测量R1两端的电压，电流表测量电路中的电流．
（1）根据欧姆定律可得：
R1===10Ω；
（2）2分钟内电流通过电阻R1做的电功：
W1=U1I1t=2V×0.2A×120s=48J；
（3）当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，
∵串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
∴电路中的最小电流Imin===0.1A；
（4）滑动变阻器接入电路中的电阻为0时，电路中的电流：
I′===0.6A，
此时虽然电流表达到满量程，但电压表V1示数早已超出量程，故电表达到满刻度的是电压表V1，
此时电路中的电流：I″===0.3A，
此时电路中的总功率P=UI″=6V×0.3A=1.8W．       
答：（1）电阻R1的阻值为10Ω；
（2）在闭合电键时，2分钟内电流通过电阻R1做的电功为48J；
（3）在闭合电键时，电路中的最小电流为0.1A；
（4）在各电表都能正常使用的前提下，移动滑片能使电压表V1达到满刻度，此时电路中的总功率是1.8W．