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(2011•浦东新区二模)在图所示的电路中,R1的阻值为10欧,两电压表的规格相同,电源电压为15伏且保持不变,闭合电键S后,电压表Vl的示数如图所示.求:①通过电阻R1的电流;②电流通

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(2011•浦东新区二模)在图所示的电路中,R1的阻值为10欧,两电压表的规格相同,电源电压为15伏且保持不变,闭合电键S后,电压表Vl的示数如图所示.求:
①通过电阻R1的电流;
②电流通过电阻R2所消耗的功率;
③若用标有“20Ω  2A”字样滑动变阻器来替换电阻R2,通过移动变阻器的滑片,使两电表能分别达到某量程的满刻度,且电路能正常工作.
第一,要满足上述要求,两电压表量程的选择有______种组合.若有多种组合,请从中选择一组;若只有一种组合,请判断出:Vl表量程:0~______V,V2表量程:0~______V.
第二,若再用电阻R0替换R1来满足上述要求,通过计算说明R0的可能取值范围为多少.
▼优质解答
答案和解析
(1)I1=
U1
R1
=
5V
10Ω
=0.5A;
(2)P2=U2I2=(15V-5V)×0.5A=5W;
(3)①由电源的电压为15V可知,两电压表的量程不可能同为0~3V时,否则两电表可能会损坏;
当滑动变阻器接入电路的电阻最大时,
根据串联电路的电阻分压特点可知R1两端的电压为U1=
R1
R1+R
U=
10Ω
10Ω+20Ω
×15V=5V>3V,所以V1的量程必为0~15V;
滑动变阻器两端的最大电压U=15V-5V=10V<15V,所以电压表V2的量程必为0~3V.
②当电路中的电流为Imax=2A时,V1的示数达到最大值15V,
R0min=
U
Imax
=
15V
2A
=7.5Ω;
当滑动变阻器接入电路的电阻最大时,电压表V2达到最大值3V,
则R0max=
U1
U2
R2大=
12V
3V
×20Ω=80Ω,
故R0的可能取值范围为7.5Ω~80Ω.
答:(1)通过电阻R1的电流为0.5A;
(2)电流通过电阻R2所消耗的功率5W;
(1)①1;15;3;②R0的取值范围为7.5Ω~80Ω.
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