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3.如图所示,电源电压为6V且保持不变,当滑动变阻器的滑片P移动到最右端B时,闭合开关,电流表示数为0.2A,电压表示数为4V,求:
(1)滑动变阻器的最大阻值为多少?R1的阻值为多少?
(2)当滑动变阻器的滑片移动到中点时,电阻R1消耗的电功率为多少?

分析 (1)由电路图可知,当滑片P移动到最右端时,滑动变阻器接入电路的阻值最大,根据欧姆定律的变形公式求出滑动变阻器的最大阻值;
然后根据串联电路的电压规律求出R1两端的电压,再根据欧姆定律的变形公式求出R1的阻值;
(2)当滑动变阻器的滑片移动到中点时,可求出此时滑动变阻器接入电路的阻值,进而知道总电阻,根据欧姆定律求出电路中的电流,然后根据P=I2R求出电阻R1消耗的电功率.

解答 解:(1)由电路图可知,电阻R1与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端的电压电流表测电路中的电流;
当滑片P移动到最右端B时,滑动变阻器接入的阻值最大,此时U=4V,I=0.2A,
由I=$\frac{U}{R}$得,滑动变阻器的最大阻值:
R=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{4V}{0.2A}$=20Ω.
此时R1两端的电压:U1=U-U=6V-4V=2V,
由I=$\frac{U}{R}$得,R1的阻值:
R1=$\frac{{U}_{1}}{I}$=$\frac{2V}{0.2A}$=10Ω.
(2)当滑动变阻器的滑片移动到中点时,此时滑动变阻器接入电路的阻值:
RAP=$\frac{1}{2}$R=$\frac{1}{2}$×20Ω=10Ω,
电路的总电阻:R=R1+RAP=10Ω+10Ω=20Ω,
电路中的电流:I′=$\frac{U}{{R}_{总}}$=$\frac{6V}{20Ω}$=0.3A,
则电阻R1消耗的功率:
P1=I′2R1=(0.3A)2×10Ω=0.9W.
答:(1)滑动变阻器的最大阻值为20Ω;R1的阻值为10Ω;
(2)当滑动变阻器的滑片移动到中点时,电阻R1消耗的电功率为0.9W.

点评 本题主要考查欧姆定律的应用、串联电路的特点、电功率公式等知识点,关键是公式及变形公式的灵活运用,属于电学中的基础性题目,难度不大.

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