Question

如图(a)所示，电源电压为6伏且保持不变，电阻R₁阻值为10欧，电流表A和A₁是两个相同的电表。闭合电键S后，电流表A的示数如图(b)所示。求：

（1）通过R₁的电流I₁。

（2）通电10秒钟电流通过R₂所做的功。

（3）现用标有“60Ω 3A”和“20Ω 2A”字样的滑动变阻器，则当选用标有哪种字样的滑动变阻器替换R₁，将电流表A₁串联接入_____点处时(选填“M”成“N")，在移动变阻器滑片P的过程中能使电流表A₁与A示数的比值最小，求电流表A₁与A示数的最小比值及此时滑动变阻器消耗的功率P。

Answer

（1）0.6A；（2）24J；（3）“60Ω 3A”；N；2:15；15.6W

【解析】

（1）由电路图可知，电阻R1和R2并联，电流表A测干路电流；则R1的电流I1===0.6A；

（2）从图（b）中可知，电流表的量程是0-3A，分度值是0.02A，电流表A的示数为1A，

根据并联电路电流特点可知通过R2的电流：I2=I-I1=1A-0.6A=0.4A，并联电路中各个支路的电压相等，所以R2两端的电压为6V，电流通过R2所做的功W2=UI2t=6V×0.4A×10s=24J；

（3）由于电阻R1与R2并联，电流表A测干路电流，支路R2的电流不变，则在移动变阻器滑片P的过程中使电流表A1与A示数的比值最小，则应增大A的示数同时减小电流表A1的示数，或只增大A的示数；由于电流表A测干路电流，根据并联电路的电流特点可知：电流表A的示数会随R1电流的增大而增大；所以，应把电流表接入N点处；

滑动变阻器标有“60Ω 3A”字样，通过变阻器的最大电流为3A，图中电流表A的最大量程为0-3A，所以干路中的电流最大为3A，通过变阻器的电流I1最大=3A-0.4A=2.6A，电流表A1与A示数的最小比值，滑动变阻器的电功率P=UI1最大=6V×2.6A=15.6W；

滑动变阻器标有“20Ω 2A”字样，所以I1最大′=2A，电流表A1与A示数的最小比值；

使电流表A1与A示数的比值最小，所以选择标有“60Ω 3A”字样的滑动变阻器。