Question

如如图所示电路，滑动变阻器上标有“50Ω  1A”，电源电压恒定为6V，电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0-3V．闭合开关S，移动滑动变阻器滑片到某一位置时，电流表示数为0.2A，电压表示数为2V．求：
（1）电阻R₁的阻值；
（2）此时滑动变阻器消耗的功率；
（3）为保证电路安全，电阻R₁上允许消耗功率的范围．

Answer 1

【答案】分析：（1）已各R₁两端的电压及流过R₁的电流，故可直接由欧姆定律求出电阻R₁的阻值；
（2）由串联电路的电压规律可求得滑动变阻器两端的电压，则由功率公式可求得滑动变阻器上消耗的功率；
（3）由电流表及电压表的量程可知电路中允许通过的最大电流，则由功率公式可求得R₁上消耗的最大功率；当滑动变阻器阻值全部接入时，电路中电流最小，则可知R₁上消耗的最小功率．
解答：解；（1）由欧姆定律得：R₁==10Ω；
（2）滑动变阻器上电压U₂=U-U₁=6V-2V=4V；
滑动变阻器上消耗的功率P₂=U₂I=4V×0.2A=0.8W．
（3）电压表示数为3V时，由欧姆定律得，故此时流过电阻R₁的电流I==0.3A＜0.6A
故此时R₁上消耗的功率最大
P_1最大==0.9W；
当滑动变阻器阻值最大时，R₁上消耗的功率最小
电路中最小电流I_最小===0.1A；
R₁上消耗的最小功率P₁最小=I_1最小²R₁=（0.1A）²×10Ω=0.1w；
答：R₁上允许消耗功率的范围为0.1W～0.9W
点评：做物理题时一定要全面考虑，如第三问中要注意电压表及电流表的量程，及电路可能出现的电流范围．