Question

如圖所示電路，電源電壓保持不變，閉合開關(guān)S，當變阻器滑片P在中點a處時，電流表讀數(shù)為0.6 A；當滑片P在b端時，電壓表讀數(shù)為5 V，電流表讀數(shù)為0.5 A，請根據(jù)測得的數(shù)據(jù)計算出前后兩次在電阻R₁上消耗的功率．

Answer 1

解：當滑片P在b端時，R₁和R₂串聯(lián)，R₂全部連入電路，
∵U₂=5V，I_b=0.5A，
∴R₂===10Ω，
此時電路中的總電阻為：R=R₁+R₂=R₁+10Ω，
因此電源電壓為：U=I_bR=0.5A×（R₁+10Ω）①；
又∵當變阻器滑片P在中點a處時，
R₁和R₂串聯(lián)，I_a=0.6A，
R₂的一半R_a連入電路，R_a===5Ω，
∴此時電路中的總電阻為：R_總==，
因此R₁的阻值為：R₁=R_總-R_a=-5Ω②，
把①式代入②得：R₁=-5Ω=-5Ω，
解方程得：R₁=20Ω；
當滑片P在b端時，電阻R₁消耗的功率為：P₁=I_b²R₁=（0.5A）²×20Ω=5W，
當滑片P在a端時，電阻R₁消耗的功率為：P₁=I_a²R₁=（0.6A）²×20Ω=7.2W．
答：前后兩次在電阻R₁上消耗的功率分別為：7.2W，5W．
分析：當滑片P在b端時，R₁和R₂串聯(lián)，R₂全部連入電路，電壓表測量的是R₂兩端的電壓，電流表測量的是整個電路中的電流，可利用公式R₂=計算R₂的電阻，同時可利用公式R=R₁+R₂計算電路中的總電阻，再利用公式U=IR計算電源電壓；
當變阻器滑片P在中點a處時，R₁和R₂串聯(lián)，R₂的一半Ra連入電路，電流表測量的是整個電路中的電流，可利用公式R_總=計算電阻，再根據(jù)串聯(lián)電路電阻的關(guān)系，計算出R₁的阻值，最后利用公式P=I²R₁計算出前后兩次電阻R₁上消耗的功率．
點評：分析電路圖時，先簡化電路，本題綜合性較強，考查的內(nèi)容較多，會辨別串、并聯(lián)，會用歐姆定律計算，會用電功率公式計算，知道串聯(lián)電路的電壓規(guī)律，電流規(guī)律，電阻規(guī)律．