Question

在如图（a）所示的电路中，电源电压为6伏且保持不变，滑动变阻器R₁标有“100Ω 2A”字样．闭合电键S后，电流表A₁和A₂的示数分别如图（b）所示．求：
（1）电阻R₂的阻值．
（2）通电10秒钟，电流通过电阻R₂所做的功W₂．
（3）在移动变阻器R₁的滑片P时，是否存在使两个电流表指针偏离零刻度的角度恰好相同的情况？如果存在，请求出此时变阻器R₁消耗的功率P₁；如果不存在，请说明理由．

Answer 1

【答案】分析：（1）先读出电流表A₁和电流表A₂的示数，再根据并联电路的电流特点以及欧姆定律的求出电阻R₂的阻值．
（2）已知电源电压、通电10秒钟，通过电阻R₂的电流，利用功率的计算公式求出W₂．
（3）因电流表A₁是测量R₁这条支路的电流，量程应为0～0.6安，电流表A₂是测量干路的电流，量程应选为0～3安，
若使两个电流表指针偏离零刻度的角度恰好相同的情况，则指针的偏离零刻度线的角度可判断出干路的电流I′与支路电流I₁′的关系，然后再根据并联电路的电流特点判断是否有存在的可能，如果存在，则变阻器R₁消耗的功率P₁；可利用功率的计算公式求出．
解答：解：（1）所示的电路中，闭合电键S后，滑动变阻器R₁与R₂并联；电流表A₁测量R₁这条支路的电流为0.4A，电流表A₂是测量干路的电流为1.2A；
∴I₂=I-I₁=1.2A-0.4A=0.8A，
∴R₂===7.5Ω．
答：电阻R₂的阻值为7.5Ω．
（2）W₂=UI₂t=6V×0.8A×10s=48J．
答：通电10秒钟，电流通过电阻R₂所做的功为48J．
（3）因电流表A₁是测量R₁这条支路的电流，量程应为0～0.6安，电流表A₂是测量干路的电流，量程应选为0～3安，则当两个电流表指针偏离零刻度的角度恰好相同时有：
I′=5I₁′，
I₁′+I₂=5I₁′，
I₁′+0.8A=5I₁′，
I₁′=0.2A；
∴存在两个电流表指针偏离零刻度的角度恰好相同的情况；
∴P₁=UI₁′=6V×0.2A=1.2W．
答：在移动变阻器R₁的滑片P时，存在使两个电流表指针偏离零刻度的角度恰好相同的情况，此时变阻器R₁消耗的功率P₁为1.2W．
点评：本题的综合性较强，不仅考查电流表的读数方法，欧姆定律的应用，主要考查并联电路的电流规律和功率的计算．