Question

1．如圖所示，R₁為5Ω的定值電阻，電流表的量程為0～0.6A，電壓表的量程為0～3V，電源電壓為4.5V，變阻器上標有“20Ω，0.5A”字樣，移動滑片時任何儀器不能燒壞，則變阻器電阻的變化范圍為4Ω～10Ω，R₁的最大功率為1.25W．

Answer 1

分析 1、根據(jù)電流表電壓表和滑動變阻器銘牌確電路中的最大電流為0.5A，由此計算R₂接入電路的最小值；由圖分析，電壓表測R₂電壓，根據(jù)電壓表所用量程可知，R₂兩端最大電壓為3V，此時R₂接入電路中的電阻最大，根據(jù)串聯(lián)電路中的電壓可知R₁兩端電壓為1.5V，從而計算此時滑動變阻器接入電路中的最大值；
2、根據(jù)P=I²R可知中，當電路中電流最大時，定值電阻消耗的電功率最大，據(jù)此計算．

解答 解：由題可知，電流表的量程為0～0.6A，電壓表的量程為0～3V，電源電壓為4.5V，變阻器上標有“20Ω，0.5A”字樣，可知電路中最大電流I_大=0.5A，
由圖可知，R₁與R₂串聯(lián)，電壓表測R₂兩端電壓；
當電路中最大電流I_大=0.5A時，R₂接入電路中的電阻最小，
R₂兩端電壓：U₂=U-U₁=U-I_大R₁=4.5V-0.5A×5Ω=2V，
R₂接入電路的電阻最小值：R_小=$\frac{{U}_{2}}{{I}_{大}}$=$\frac{2V}{0.5A}$=4Ω；
由圖可知，當R₂接入電路中的電阻越大時，電壓表示數(shù)越大，由題可知，電壓表采用0～3V量程，可得，電壓表示數(shù)U_大=3V，
R₁兩端電壓：U'=U-U_大=4.5V-3V=1.5V，
R₁電流：I'=$\frac{U'}{{R}_{1}}$=$\frac{1.5V}{5Ω}$=0.3A，
通過R₂電流：I_小=I'=0.3A，
R₂接入電路阻值：R_大=$\frac{{U}_{大}}{{I}_{小}}$=$\frac{3V}{0.3A}$=10Ω
即R₂的阻值范圍為4Ω～10Ω；
當電路中電流I_大=0.5A時，R₁消耗的功率最大：
P_大=I_大²R₁=（0.5A）²×5Ω=1.25W．
故答案為：4Ω～10Ω；1.25W．

點評 本題考查了串聯(lián)電路的特點和歐姆定律應用；關(guān)鍵是確定滑動變阻器的取值范圍，需要考慮電流表和電壓表的安全使用問題，既不要超過電流表量程，又不燒壞電阻，還不超過電壓表量程．