Question

【題目】如圖所示，電阻R1的阻值為20歐，滑動(dòng)變阻器R2標(biāo)有“20Ω 1A”字樣，閉合電鍵S，將滑動(dòng)變阻器的滑片P移至最左端，電流表的示數(shù)為0.3安，求： ①電源電壓；
②移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P，當(dāng)電流表示數(shù)為0.2安時(shí)，電阻R1消耗的電功率P1；
③現(xiàn)有三個(gè)定值電阻，阻值分別為4歐，6歐，12歐，設(shè)想從中選擇一個(gè)電阻來(lái)替換R1 ， 要求閉合電鍵S，在移動(dòng)滑片p的過(guò)程中，兩電表指針?lè)謩e能達(dá)到某量程的滿刻度，且電路能正常工作．則（a）應(yīng)選用　6　歐的電阻代替電阻R1；（b）求滿足要求滑動(dòng)變阻器R2的取值范圍．

Answer 1

【答案】解：①滑片P移至最左端時(shí)，由圖可知，只有R1接入電路，因此電源電壓為：U=IR1=0.3A×20Ω=6V； ②電流表示數(shù)為I=0.2安時(shí)，電阻R1消耗的電功率：P1=I2R1=（0.2A）2×20Ω=0.8W；
③電源的電壓為6V可知電壓表的量程不可能為0～15V，只能選0～3V的量程；電流表也要能達(dá)到最大電流，若接4Ω電阻時(shí)，
電路中的最大電流I最大= = =1.5A＜3A；
即電路中能達(dá)到的最大值只能為0.6A，故電流表量程只能選0～0.6A；
若取4Ω電阻代替R1 ， 根據(jù)I= ，電路達(dá)到最大電流時(shí)，電路中的總電阻R總= = =10Ω；
則滑動(dòng)變阻器應(yīng)接入電阻R=10Ω﹣4Ω=6Ω；
則滑動(dòng)變阻器兩端的電壓值U1=I大R=0.6A×6Ω=3.6V＞3V，故不能選4Ω的電阻來(lái)代替R1 ．
若取12Ω電阻代替R1 ， 則達(dá)到最大電流時(shí)，總電阻R總=10Ω＜12Ω，故不能選12Ω的電阻來(lái)代替R1 ．
所以只能用6Ω電阻代替R1 ， 則達(dá)到最大電流時(shí)，總電阻R總=10Ω，
滑動(dòng)變阻器應(yīng)接入電阻R=10Ω﹣6Ω=4Ω；
則達(dá)到最大電壓時(shí)，電路中的電流為I小= = =0.5A，
滑動(dòng)變阻器接入電路的最大電阻R大= = =6Ω．
故滑動(dòng)變阻器的接入范圍為4Ω～6Ω．
答：①電源電壓為6V；
②當(dāng)電流表示數(shù)為0.2安時(shí)電阻R1消耗的電功率為0.8W；
③6；滿足題目要求滑動(dòng)變阻器R2的使用范圍為4Ω～6Ω
【解析】①滑動(dòng)變阻器的滑片P移至最左端時(shí)，分析電路連接情況，根據(jù)U=IR求電源電壓；②根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)，利用P=I2R解題；③根據(jù)電源的電壓為6V可知電壓表的量程不可能為0～15V，只能選0～3V的量程；當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻為0時(shí)，根據(jù)I= 計(jì)算電路中的最大電流來(lái)確定電流表的量程；
【考點(diǎn)精析】本題主要考查了歐姆定律及其應(yīng)用和電功率的計(jì)算公式的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，需要掌握歐姆定律的應(yīng)用： ① 同一個(gè)電阻，阻值不變，與電流和電壓無(wú)關(guān) 但加在這個(gè)電阻兩端的電壓增大時(shí)，通過(guò)的電流也增大．（R=U/I） ② 當(dāng)電壓不變時(shí)，電阻越大，則通過(guò)的電流就越小．（I=U/R） ③ 當(dāng)電流一定時(shí)，電阻越大，則電阻兩端的電壓就越大．（U=IR）；計(jì)算電功率公式：P =W/t ；P=UI ; 式中單位P→瓦(w)；W→焦；t→秒；U→伏（V）；I→安（A）計(jì)算電功率還可用公式：P=I2R和P= U2/R才能正確解答此題．