在初中物理學習中，往往把電壓表看成是阻值“無窮大”的電阻，所以在電路分析中一般把電壓表看成“斷路”．實際上電壓...

問題詳情：

在初中物理學習中，往往把電壓表看成是阻值“無窮大”的電阻，所以在電路分析中一般把電壓表看成“斷路”．實際上電壓表是一個大電阻，在測電壓時是有電流通過的，電壓表的示數就是它自身兩端的電壓．為了測量電壓表的電阻值，王老師幫助小明設計瞭如下電路：其中電壓表V1和電壓表V2是學生實驗常用的電壓表，電源電壓3V穩定，變阻器R0電阻最大4.7KΩ，R是阻值為3000Ω的定值電阻．

（1）小明閉合開關後，調節變阻器使電壓表V1的示數為2.5V，電壓表V2的示數為1.5V，請你根據小明的測量數據計算出電壓表V2的電阻值．

（2）若將R更換為10Ω 的定值電阻，能否測出V2表的內阻？通過計算説明原因．

（3）去掉兩電壓表後，R0、R串聯在電路中，請用公式推導或計算説明當變阻器滑片從左滑到右端過程中變阻器電功率如何變化？

【回答】

【考點】歐姆定律的應用；電功率的計算．

【分析】（1）由圖知，R與電壓表V2串聯，電壓表V1測它們的總電壓，由串聯電路特點和歐姆定律計算電壓表V2的電阻值；

（2）計算10Ω電阻更換R後，兩電壓表示數，分析判斷能否測出V2電阻；

（3）去掉兩電壓表後，R0、R串聯，根據電路特點、歐姆定律和電功率計算公式計算變阻器的功率最大值，由此判斷其功率變化情況．

【解答】解：

（1）由電路圖知，R與電壓表V2串聯，電壓表V1測它們的總電壓，

由串聯電路的特點知，定值電阻R的兩端電壓是：

UR=UV1﹣UV2=2.5V﹣1.5V=1.0V，

由歐姆定律得：

IV2=IR===×10﹣3A，

所以電壓表V2的電阻：

RV2===4500Ω；

（2）R更換為10Ω 的定值電阻，調節變阻器使電壓表V1的示數為2.5V時，電路中電流：

I===0.00055A，

此時電壓表V2的示數：U2=IR2=0.00055A×4500Ω=2.47V，

兩電錶示數之差：U1﹣U2=2.5V﹣2.47V=0.03V＜0.1V，

兩電錶示數之差小於最小分度值0.1V，兩表示數幾乎相同，所以電壓表V2電阻無法算出；

（3）去掉兩電壓表後，R0、R串聯，

電路中電流I=，

由P=I2R變阻器的電功率：

P0=I2R0=（）2R0=，

當R0=R=3000Ω時，P0有最大值，又知滑動變阻器最大值大於R，所以滑片從左滑到右端過程中變阻器電功率P0先變大後變小．

答：（1）電壓表V2的電阻值為4500Ω；

（2）若將R更換為10Ω 的定值電阻，不能測出V2表的內阻，因為此時兩電壓表示數幾乎相同；

（3）去掉兩電壓表後，R0、R串聯在電路中，當變阻器滑片從左滑到右端過程中變阻器電功率先變大後變小．

知識點：電功率單元測試

題型：計算題