在如图所示的电路中,电阻R1的阻值为20欧,滑动变阻器R2上标有“10Ω 2.5A”字样.闭合电键S,电流表A的示数为0.9安. ①若电源电压为6伏,求通过电阻R1的电流I1和变阻器R2消耗的电功率P2.

问题描述:

在如图所示的电路中,电阻R1的阻值为20欧,滑动变阻器R2上标有“10Ω  2.5A”字样.闭合电键S,电流表A的示数为0.9安.

①若电源电压为6伏,求通过电阻R1的电流I1和变阻器R2消耗的电功率P2
②若电源电压可变,电流表A选接“0~3A”量程.现用定值电阻R0替换R1,要求:电源电压取6~12伏之间某一值,在移动变阻器滑片P的过程中,电流表A的指针能达到满刻度处. 
第一,现有阻值为10欧和15欧的两个电阻,满足上述要求时应选择的电阻阻值为______欧.
第二,满足上述要求时替换的定值电阻R0的取值范围为______欧至______欧.

①∵R1、R2并联,
通过电阻R1的电流I1=

U
R1
=
6V
20Ω
=0.3A
通过R2的电流I2=I-I1=0.9A-0.3A=0.6A,
变阻器R2消耗的电功率P2=UI2=UI2=6V×0.6A=3.6W;
②第一、当电源的电压最大U=6V时,
根据I=
U
R
可得,通过10欧、15欧R0电阻的电流分别为0.6A、0.4A,
因滑动变阻器允许通过的最大电流为2.5A,则要使电流表的示数能达到3A,
则15Ω的电阻不可选,应选10Ω的电阻;
第二、当通过滑动变阻器的电流为2.5A,且电源的电压U=6V时,R0的阻值最大,
R0=
U
I−I
=
6V
3A−2.5A
=12Ω;
当电源的电压U=12V,且滑动变阻器的阻值最大时,R0的阻值最小,
通过滑动变阻器的电流I=
U
R
=
12V
10Ω
=1.2A,
通过R0的电流I0=I-I=3A-1.2A=1.8A,
R0=
U
I0
=
12V
1.8A
=
20Ω
3
≈6.7Ω,
即定值电阻R0的取值范围为6.7Ω~12Ω.
答:①通过电阻R1的电流为0.3A,变阻器R2消耗的电功率为3.6W;
②第一,10欧.
第二,6.7;12.