Question

在如图所示的电路中，电源电压6伏保持不变，滑动变阻器R₂上标有“50Ω 1A”字样，电流表和电压表的大量程均已损坏．闭合电键后，当电压表V的示数为1.6伏时，电流表A的示数为0.20安．求：
（1）电阻R₁的阻值．
（2）不移动滑片，通电10秒钟电阻R₁消耗的电能．
（3）在保护电路的情况下，R₁可以达到的最大电功率．

Answer 1

【答案】分析：（1）电阻R₁和滑动变阻器R₂串联在电路中，电压表测电阻R₁的电压，电流表测电路电流，由欧姆定律可求出电阻R₁的阻值．
（2）根据W=I²Rt可求出R₁消耗的电能．
（3）根据电流表与电压表的量程求出R₁的最大电压，由P=可求出电阻R₁的功率．
解答：解：（1）由欧姆定律得：R₁===8Ω．
（2）W₁=I₁²R₁t=（0.2A）²×8Ω×1s=3.2J．
（3）若电流表A表示数为0.6A，则U₁=IR₁=0.6A×8Ω=4.8V．
所以电流表不可能达到满刻度，
若电压表V表示数U₁=3V，电路电流I₁==≈0.375A，
所以当R₁功率最大时，U_1大=3V，I_1大=0.375A，
P_1大=U_1大I_1大=3V×0.375A=1.125W．
答：（1）电阻R₁的阻值是8Ω．
（2）不移动滑片，通电10秒钟电阻R₁消耗的电能是3.2J．
（3）在保护电路的情况下，R₁可以达到的最大电功率是1.125W．
点评：学生要牢固掌握欧姆定律，并能结合串联电路的特点灵活运用欧姆定律及功的公式计算有关物理量；判断电阻R₁最大功率时，流过电阻的电流及电阻两端的电压是本题的难点．