《2026年金考卷中考45套汇编物理河北专版》

20. (6分)如图13所示电路,电源电压为18V保持不变,定值电阻R₁的阻值为10Ω,滑动变阻器R₂标有“150Ω 1A”字样,电压表V₁和电压表V₂均有两个量程0~3V,0~15V,电流表有两个量程0~0.6A,0~3A。闭合开关S后,电流表示数为0.5A。求:
(1)电压表V₁的示数;
(2)滑动变阻器R₂接入电路的阻值;
(3)现在用定值电阻R₀替换R₁,电表选择适当的量程,闭合开关S后,移动变阻器的滑片,在保证各元件都能正常工作的情况下,使电流表达到某个量程的满刻度,且使电压表V₂的变化量最大。
①定值电阻R₀的阻值;
②满足上述要求,电路消耗的最小功率。

答案： 20.
(1)5V(1分)
(2)26Ω(2分)
(3)①25Ω(1分) ②2.16W(2分)
【解题思路】
(1)当电流表的示数为0.5A时，$R_{1}$两端的电压$U_{1} = IR_{1} = 0.5A×10Ω = 5V(1$分)
$(2)R_{2}$两端的电压$U_{2} = U - U_{1} = 18V - 5V = 13V(1$分)
滑动变阻器$R_{2}$接入电路的阻值$R_{2} = \frac{U_{2}}{I} = \frac{13V}{0.5A} = 26Ω(1$分)
(3)电流表的测量范围可选0~0.6A和0~3A，滑动变阻器标有“150Ω 1A”，故允许通过的最大电流为1A，电表达到满刻度时，只能选0~0.6A，$I_{max} = 0.6A；$为使$V_{2}$示数变化量最大，两电压表都应选的测量范围为0~15V。①电流表达到某个测量范围下的满刻度，定值电阻$R_{0}$两端电压最大时，$V_{2}$变化量最大，即定值电值$R_{0}$的阻值$R_{0} = \frac{U_{R_{0}max}}{I_{max}} = \frac{15V}{0.6A} = 25Ω(1$分)。②由题意得，当$V_{2}$示数为15V时，电路中的电流最小，此时$R_{0}$两端电压$U_{R_{0}min} = U - U_{2max} = 18V - 15V = 3V，$电路中的最小电流$I_{min} = \frac{U_{R_{0}min}}{R_{0}} = \frac{3V}{25Ω} = 0.12A，$此时滑动变阻器接入的电阻$R_{2}' = \frac{U_{2max}}{I_{min}} = \frac{15V}{0.12A} = 125Ω ＜ 150Ω，$由P = UI得，电路消耗的最小功率$P_{min} = UI_{min} = 18V×0.12A = 2.16W(1$分)