Question

7．如圖所示，電源電壓保持6V不變，電流表的量程為0～0.6A，電壓表的量程為0～3V，定值電阻R₁的規(guī)格為“10Ω 0.5A”，滑動(dòng)變阻器R₂的規(guī)格為“20Ω 1A”，閉合開關(guān)，為了保證電路安全，在滑動(dòng)變阻器滑片P移動(dòng)過(guò)程中，則可知電流表示數(shù)允許的變化范圍0A～0.3A；變阻器R₂接入電路的阻值允許變化范圍為10Ω～20Ω；電阻R₁消耗功率允許的變化范圍為0.4W～0.9W；電路消耗總功率允許變化的范圍為1.2W～1.8W．

Answer 1

分析 滑動(dòng)變阻器R₂與定值電阻R₁串聯(lián)，電壓表測(cè)量定值電阻兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的分壓原理（電阻越大，電阻兩端的電壓越高），當(dāng)電壓表的示數(shù)最小時(shí)，變阻器接入電路的電阻最大；當(dāng)電流表的示數(shù)達(dá)到最大值時(shí)，變阻器接入電路的電阻最小；根據(jù)歐姆定律的應(yīng)用可分別電路中的總電阻和滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻值，同時(shí)可以確定電壓表示數(shù)、電流表示數(shù)以及電路中總功率的變化．

解答 解：由圖示電路圖可知，滑動(dòng)變阻器R₂與定值電阻R₁串聯(lián)，電壓表測(cè)量定值電阻兩端的電壓，電流表測(cè)電路電流；
電源兩端電壓為6V保持不變，定值電阻為10Ω，由題意知，當(dāng)電壓表的最大測(cè)量值為3V時(shí)，
此時(shí)定值電阻R₁兩端的電壓U₁=3V，電路中的電流I₁=I=I₂=$\frac{{U}_{1}}{{R}_{1}}$=$\frac{3V}{10Ω}$=0.3A＜0.6A，
因此電路中的最大電流為0.3A，電流表示數(shù)允許的變化范圍是：0A～0.3A；
滑動(dòng)變阻器接入電路中的最小電阻R₂=$\frac{{U}_{2}}{{I}_{最大}}$=$\frac{U-{U}_{1最大}}{{I}_{最大}}$=$\frac{6V-3V}{0.3A}$=10Ω，
變阻器R₂接入電路的阻值允許變化范圍為：10Ω～20Ω；
電路消耗的最大功率：P_最大=UI=6V×0.3A=1.8W，
電阻R₁消耗功率最大功率：P_1最大=U₁I=3V×0.3A=0.9W；
當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大時(shí)，電路中的電流最小，
為：I₁′=$\frac{U}{{R}_{1}+{R}_{2最大}}$=$\frac{6V}{10Ω+20Ω}$=0.2A，
電路消耗的最小功率：P_最小=UI′=6V×0.2A=1.2W，
電阻R₁電路消耗的最小功率：P_1最小=（I₁′）²R₁=（0.2A）²×10Ω=0.4W．
則電阻R₁消耗功率允許的變化范圍：0.4W～0.9W；
電路消耗總功率允許變化的范圍為：1.2W～1.8W；
故答案為：0A～0.3A；10Ω～20Ω；0.4W～0.9W；1.2W～1.8W．

點(diǎn)評(píng) 本題考查串聯(lián)電路中電壓、電流以及功率、滑動(dòng)變阻器接入電路電阻的計(jì)算，注意求阻值范圍時(shí)，根據(jù)電流表和電壓表的最大值進(jìn)行計(jì)算，并且會(huì)靈活運(yùn)用歐姆定律．