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现有一阻值不变的纯电阻元件R0,标有6V 1.8W字样,由于电路元件R0的实际电阻值与其标准值之间可能存在差异,所以导致所标的额定功率值有可能不准。如果电路元件的实际电阻值与其标注电阻值之间的差异超过1.5欧,则该电路元件将不能使用,检测人员为检测该电路元件是否合乎标准,设计了如图所示的检测电路,已知电路中电流表的量程为0-0.6A,电压表的量程为0-3V,滑动变阻器标有20Ω1A的字样;

(1)请根据电路元件上所标的额定电压和额定功率,算出电路元件的标注电阻值;
(2)若电路元件的额定功率刚好是1.8W,则电路中允许通过的最大电流是多大?电源电压不能超过多少V?
(3)某次元件检测时,检测人员闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片,当电流表示数为0.22A时,电压表的示数为2.42V,当电流表的示数为0.25A时,电压表的示数为1.85V,请通过计算判断所检测的电路元件是否可以使用?实际检测时,滑动变阻器的滑片是否能移动到最左端?说出理由。
(1)R0==20Ω(2分);
(2)I==0.3A(1分);
与电流表允许通过的最大电流相比较,可确定电路中允许通过的最大电流是0.3A(1分)。
电源电压U=U+U=3V+6V=9V(1分)
(3)设此时的电源电压为U′,故当电流表示数为0.22A时:U′=2.42V+0.22A×R0′,
当电流表的示数为0.25A时:U′=1.85V+0.25A×R0′,联立以上两式解得R0′=19Ω(1分);U′=6.6V;
因为20Ω-19Ω=1Ω<1.5Ω,所以所检测的电路元件可以使用,(1分)
不能,因为解得电源电压等于6.6V,大于电路元件的额定电压,若滑动变阻器的滑片滑至最左端,则电路元件会损坏(1分)。
(1)由所标注的电压和电功率即可计算出标注电阻来;
(2)电流可直接求出,而电源电压等于两个电阻的电压之和,现在已知电路元件的两端电压是6V,电流是0.3A,故通过滑动变阻器的电流最大也是0.3A,如果变阻器的阻值最大时,其两端电压是0.3A×20Ω=6V,就大于它两端的电压表的量程了,故说明变阻器的两端电压最大是其量程3V,故电源电压最大值为6V+3V=9V;
(3)说明了电路中有两种情况,一是当电流表示数为0.22A时,二是当电流表的示数为0.25A时,我们分别依据这两种情况,根据欧姆定律列方程即可求得电路元件的阻值,然后让它与20Ω的电阻进行比较,看是否可以使用;如果滑动变阻器的滑片移动到最左端,则电源电压直接就加在了电路元件上,经计算,此时的电源电压大于元件承受的电压,故电路元件会烧坏。
练习册系列答案
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表一:

表二:

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