Question

在图1所示的电路中，电源电压为24伏且不变，滑动变阻器R₂上标有“50 1A”字样． 闭合电键S，滑片P从最右端逐渐向左移动到某位置时，电流表的示数为0.4安，电压表的示数为10伏．求：

（1）电阻R₁的阻值．
（2）若滑片P移动到该位置后不动，闭合电键通电10秒，电流对R₁所做的功．
（3）若在滑片P继续向左移动的过程中，（选填“只有电流表”、“只有电压表”或“两电表”）的指针能达到满刻度（如图2所示），此时变阻器R₂连入电路的阻值．

Answer 1

解：（1）闭合电键S，滑片P从最右端逐渐向左移动到某位置时，电阻R₁与滑动变阻器R₂串联，电流表测量串联电路的电流，电压表测量电阻R₁的电压，则
R₁===25Ω．
（2）∵W=UIt，
∴R₁消耗的功率为W₁=U₁It=P=10V×0.4A×10s=40J；
（3）由于滑动变阻器允许通过的最大电流时1A，且R₁与滑动变阻器R₂串联，因此图2所示的电流表满刻度值不可能是3A．所以假设电流表的指针达到满刻度，即I₁=0.6A，则电阻R₁两端的电压U₁=I₁×R₁=0.6A×25Ω=15V．即图2所示的电压表的指针也达到满刻度．所以两电表的指针能达到满刻度．
因为R₁、R₂串联，
所以U₂=U-U₁=24V-15V=9V．
I₂=I₁=0.6A．
R₂==═15Ω．
答：（1）电阻R₁的阻值为25Ω．
（2）电流对R₁所做的功为40J．
（3）若在滑片P继续向左移动的过程中“两电表”的指针能达到满刻度，此时变阻器R₂连入电路的阻值为15Ω．
分析：首先要分析透彻题目中的已知条件：电源电压24V、R₁=25Ω、R₂最大阻值50Ω、电流表示数0.4A；电压表的示数为10V．然后根据电路的连接方式--串联，电流处处相等、电压满足各部分电压之和等于电源电压；
最后根据欧姆定律和电功率的公式，逐个求出题目中的各个物理量．
点评：此题是电学的综合题，在准确分析图中电路后，运用欧姆定律和串联电路的特点等知识，可解决此题．