如圖所示,電源電壓為6V,R為“30Ω,0.25A”滑動(dòng)變阻器,R1為“10Ω,0.4A”電阻,電壓表量程為0-3V.圖中虛線框內(nèi)接一只“20Ω,0.3A”電阻R2(未畫出).已知:①閉合S1和S2,斷開S3時(shí),調(diào)節(jié)R,使其接入電路的阻值為10Ω,此時(shí)電路消耗的電功率為1.2W;②斷開S1,閉合S2、S3,調(diào)節(jié)R,使其接入電路的阻值為6Ω,此時(shí)電壓表的示數(shù)為1.0V.
(1)在情形①中,求電路的總阻值;
(2)請(qǐng)?jiān)诖痤}卷的圖中畫出虛線框內(nèi)的電路;
(3)當(dāng)閉合所有開關(guān)時(shí),為保證電路安全,求滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值范圍.

【答案】分析:(1)知道電源的電壓和情形①中電路消耗的總功率,根據(jù)P=求出電路的總阻值;
(2)根據(jù)電阻的串聯(lián)特點(diǎn)比較情形①中滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻和總電阻之間的關(guān)系可知,電阻R2應(yīng)與滑動(dòng)變阻器串聯(lián),據(jù)此畫出虛線框內(nèi)的電路;
(3)閉合所有開關(guān)時(shí),電阻R2與滑動(dòng)變阻器R串聯(lián),電壓表測(cè)R兩端的電壓,當(dāng)電路中的電流最大時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻最小,根據(jù)滑動(dòng)變阻器和R2允許通過的最大電流確定電路中的最大電流,利用歐姆定律求出電路中的總電阻,利用電阻的串聯(lián)求出滑動(dòng)變阻器接入電路中的最小阻值;當(dāng)電壓表的示數(shù)最大時(shí),滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大,根據(jù)電阻的串聯(lián)求出R2兩端的電壓,利用串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)和歐姆定律求出滑動(dòng)變阻器接入電路中的最大阻值,進(jìn)一步得出滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值范圍.
解答:解:(1)根據(jù)P=可得,在情形①中電路的總阻值:
R===30Ω;
(2)∵串聯(lián)電路中的總電阻等于各分電阻之和,
∴在情形①中電路的總阻值比滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻10Ω大20Ω,故電阻R2應(yīng)與滑動(dòng)變阻器R串聯(lián),虛線框內(nèi)的電路如下圖所示:

(3)閉合所有開關(guān)時(shí),電阻R2與滑動(dòng)變阻器R串聯(lián),電壓表測(cè)R兩端的電壓,
當(dāng)電路中的電流最大時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻最小,
∵串聯(lián)電路中各處的電流相等,且滑動(dòng)變阻器允許通過的最大電流為0.25A,電阻R2允許通過的最大電流為0.3A,
∴電路中的最大電流為0.25A,此時(shí)電路中的總電阻:
R′===24Ω,
滑動(dòng)變阻器接入電路中的最小阻值:
Rmin=R′-R2=24Ω-20Ω=4Ω;
當(dāng)電壓表的示數(shù)U=3V時(shí),滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大,
∵串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和,
∴R2兩端的電壓:
U2=U-U=6V-3V=3V,
此時(shí)電路中的電流:
Imin===0.15A,
滑動(dòng)變阻器接入電路中的最大阻值:
Rmax===20Ω,
故滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值范圍為4Ω~20Ω.
答:(1)在情形①中電路的總阻值為30Ω;
(2)虛線框內(nèi)的電路如上圖所示;
(3)當(dāng)閉合所有開關(guān)時(shí),為保證電路安全,滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值范圍為4Ω~20Ω.
點(diǎn)評(píng):本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律、電功率公式的應(yīng)用,關(guān)鍵是根據(jù)情形①判斷出電阻R2的位置和滑動(dòng)變阻器接入電路中最大、最小阻值的確定.
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精英家教網(wǎng)如圖所示,電源電壓為6V且保持不變,滑動(dòng)變阻器的最大阻值為20?,定值電阻R0為5?.閉合開關(guān)后,移動(dòng)滑片,發(fā)現(xiàn)能使電流表(“0~0.6A”或“0~3A”)和電壓表(“0~3V”或“0~15V”)的指針同時(shí)達(dá)到滿刻度線.則R0的電功率與電流的關(guān)系圖象可能是(  )
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2
2
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如圖所示,電源電壓為6V且保持不變.當(dāng)開關(guān)閉合時(shí),電壓表的示數(shù)為2V,則:
(1)L1L2兩端的電壓分別是多大?
(2)當(dāng)開關(guān)斷開時(shí),電壓表示數(shù)為多大?

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