Question

如如圖所示電路，滑動(dòng)變阻器上標(biāo)有“50Ω  1A”，電源電壓恒定為6V，電流表量程為0～0.6A，電壓表量程為0-3V．閉合開關(guān)S，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片到某一位置時(shí)，電流表示數(shù)為0.2A，電壓表示數(shù)為2V．求：
（1）電阻R₁的阻值；
（2）此時(shí)滑動(dòng)變阻器消耗的功率；
（3）為保證電路安全，電阻R₁上允許消耗功率的范圍．

Answer 1

【答案】分析：（1）已各R₁兩端的電壓及流過R₁的電流，故可直接由歐姆定律求出電阻R₁的阻值；
（2）由串聯(lián)電路的電壓規(guī)律可求得滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，則由功率公式可求得滑動(dòng)變阻器上消耗的功率；
（3）由電流表及電壓表的量程可知電路中允許通過的最大電流，則由功率公式可求得R₁上消耗的最大功率；當(dāng)滑動(dòng)變阻器阻值全部接入時(shí)，電路中電流最小，則可知R₁上消耗的最小功率．
解答：解；（1）由歐姆定律得：R₁==10Ω；
（2）滑動(dòng)變阻器上電壓U₂=U-U₁=6V-2V=4V；
滑動(dòng)變阻器上消耗的功率P₂=U₂I=4V×0.2A=0.8W．
（3）電壓表示數(shù)為3V時(shí)，由歐姆定律得，故此時(shí)流過電阻R₁的電流I==0.3A＜0.6A
故此時(shí)R₁上消耗的功率最大
P_1最大==0.9W；
當(dāng)滑動(dòng)變阻器阻值最大時(shí)，R₁上消耗的功率最小
電路中最小電流I_最小===0.1A；
R₁上消耗的最小功率P₁最小=I_1最小²R₁=（0.1A）²×10Ω=0.1w；
答：R₁上允許消耗功率的范圍為0.1W～0.9W
點(diǎn)評(píng)：做物理題時(shí)一定要全面考慮，如第三問中要注意電壓表及電流表的量程，及電路可能出現(xiàn)的電流范圍．