Question

如图所示，电源电压保持不变，R₁的阻值为10欧。开关S闭合前，电流表的示数如图所示；S闭合后，电流表的示数为0.6安。求：

（1）电源电压U。_______

（2）电阻R₂的阻值。__________

（3）现调整电路，更换电流表量程，用标有“5欧 2安”或“10欧 1安”字样的滑动变阻器替换R₁。在电路安全工作的情况下，选择“__________”字样滑动变阻器能使电流表示数最大值I_max与最小值I_min的比值最大，请通过计算说明，并求出该比值。_________

Answer

5伏 50欧 10欧 1安 2.2

【解析】

(1)从图中可以看到，这是一个并联电路，电流表测的是总电流，S闭合后，电路中的总电流变大，由于S闭合后，电流表的示数为0.6A，那么在闭合前，电流表的示数应该是小于0.6A，从图中可知，电流表的量程应该是0到0.6A，那么在闭合前，电流表的读数是0.5A，R1的阻值为，电源电压的大小等于电阻R1的电压大小，根据欧姆定律的变换式可知

(2)根据并联电路电流规律可知，流过电阻R2的电流是

根据欧姆定律的变换式可知电阻R2的阻值是

(3)假设选择“5欧 2安” 字样的滑动变阻器，那么闭合开关，流过R2的电流大小不变，还是0.1A，流过变阻器的电流最小值是

那么电流表的最小值是

当断开开关时，电流表的最小值是

流过变阻器的电流最大值是，这时滑动变阻器接入电路的阻值大小是

这个阻值大小没有超过量程，符合题意，当闭合开关时，那么电流表的最大值是

当断开开关时，电流表的最大值是

综上所述，电流表的最大值是，最小值是，那么电流表示数最大值Imax与最小值Imin的比值是

假设选择“10欧 1安”字样的滑动变阻器，那么闭合开关，流过R2的电流大小不变，还是0.1A，流过变阻器的电流最小值是

那么电流表的最小值是

当断开开关时，电流表的最小值是

流过变阻器的电流最大值是，这时滑动变阻器接入电路的阻值大小是

这个阻值大小没有超过量程，符合题意，那么闭合开关时电流表的最大值是

断开开关时，电流表的最大值是

综上所述，电流表的最大值是，电流表的最小值是，所以电流表示数最大值Imax与最小值Imin的比值是

由上述可知，比值较大的是2.2，即选择“10欧 1安”字样的滑动变阻器能使电流表示数最大值Imax与最小值Imin的比值最大。

答：(1)电源电压是；(2)电阻R2的阻值是；(3)选择“10欧 1安”字样滑动变阻器能使电流表示数最大值Imax与最小值Imin的比值最大，其大小是2.2。