Question

2．如图所示，将滑动变阻器的滑片P移到M端，闭合开关S，电流表有示数为1.0A，电压表的示数为6V，滑片P移动到N端，闭合开关S，电压表的示数为2V，求：
（1）电源的电压及电阻R₀的阻值；
（2）R₀消耗的最大电功率和变阻器的最大阻值．

Answer 1

分析 （1）分析清楚电路结构，根据电路结构与题意求出电源电压，应用欧姆定律求出电阻阻值．
（2）应用电功率公式求出定值电阻消耗的最大功率，应用串联电路特点与欧姆定律求出滑动变阻器的最大阻值．

解答 解：（1）由图示电路图可知，滑片移到M端时，
只有定值电阻接入电路，电压表测电源电压，
电源电压：U=6V，
由I=$\frac{U}{R}$可知，电阻R₀的阻值R₀=$\frac{U}{I}$=$\frac{6V}{1A}$=6Ω；
（2）滑片在M点时，R₀消耗的功率最大，
最大功率：P_0最大=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{0}}$=$\frac{（6V）^{2}}{6Ω}$=6W；
滑片在N端时，滑动变阻器阻值全部接入电路，
两电阻串联接入电路，电压表测R₀两端电压，
电路电流：I′=$\frac{{U}_{0}}{{R}_{0}}$=$\frac{2V}{6Ω}$=$\frac{1}{3}$A，
由I=$\frac{U}{R}$可知，滑动变阻器最大阻值：
R_滑最大=$\frac{{U}_{滑}}{I′}$=$\frac{U-{U}_{0}}{I′}$=$\frac{6V-2V}{\frac{1}{3}A}$=12Ω；
答：（1）电源的电压为6V，电阻R₀的阻值为6Ω；
（2）R₀消耗的最大电功率为6W，变阻器的最大阻值为12Ω．

点评 本题是一道电学综合题，分析清楚电路结构是正确解题的前提与关键，应用串联电路特点、欧姆定律、电功率公式可以解题．