Question

【題目】如圖所示的電路中，電源電壓9V保持不變，R1為定值電阻，滑動(dòng)變阻器上標(biāo)有“30Ω 2A”字樣，閉合開關(guān)S后，電流表的示數(shù)為0.2A，電壓表示數(shù)為4V．
（1）求電阻R1的阻值；
（2）求此時(shí)滑動(dòng)變阻器R2消耗的功率；
（3）現(xiàn)有阻值分別為10Ω和15Ω的定值電阻，最大阻值分別為20Ω和50Ω的滑動(dòng)變阻器． ①請選擇定值電阻、滑動(dòng)變阻器各一個(gè)分別替換電路中的R1和R2 ， 要求：在移動(dòng)變阻器滑片P的過程中電流表示數(shù)的變化量最大．
②求出電流表示數(shù)的最大變化量．

Answer 1

【答案】
（1）由I= 可得，電阻R1的電阻：

R1= = =20Ω

答：電阻R1的阻值為20Ω

（2）因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和

所以，滑動(dòng)變阻器兩端的電壓：

U2=U﹣U1=9V﹣4V=5V，

此時(shí)滑動(dòng)變阻器R2消耗的功率：

P2=U2I=5V×0.2A=1W

答：此時(shí)滑動(dòng)變阻器R2消耗的功率為1W

（3）①在電路中，定值電阻越小，滑動(dòng)變阻器最大阻值越大，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片時(shí)，電路電流變化越大，

則定值電阻阻值為R，定值電阻選10Ω，滑動(dòng)變阻器最大阻值為50Ω時(shí)，電路電流變化最大；

②當(dāng)滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻為0時(shí)，電流表示數(shù)最大，

I最大= = =0.9A，

當(dāng)滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻為50Ω時(shí)，電流表示數(shù)最大小，

因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，

所以，I最小= = =0.15A，

則電流表示數(shù)的最大變化量：

△I=I最大﹣I最小=0.9A﹣0.15A=0.75A．

答：現(xiàn)有阻值分別為和15Ω的定值電阻，最大阻值分別為20Ω和滑動(dòng)變阻器①選擇10Ω的定值電阻和50Ω的滑動(dòng)變阻器各一個(gè)分別替換電路中的R1和R2時(shí)，在移動(dòng)變阻器滑片P的過程中電流表示數(shù)的變化量最大；

②電流表示數(shù)的最大變化量為0.75A

【解析】由電路圖可知，R1與R2串聯(lián)，電壓表測R1兩端的電壓，電流表測電路中的電流．（1）根據(jù)歐姆定律求出電阻R1的阻值；（2）根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出R2兩端的電壓，根據(jù)P=UI求出此時(shí)滑動(dòng)變阻器R2消耗的功率；（3）①定值電阻越小，滑動(dòng)變阻器最大阻值越大，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片時(shí)，電路電流變化越大，據(jù)此選擇定值電阻與滑動(dòng)變阻器的規(guī)格；②根據(jù)串聯(lián)電路的特點(diǎn)及歐姆定律求出電路的最大與最小電流，最后求出電流的最大變化量．
【考點(diǎn)精析】解答此題的關(guān)鍵在于理解歐姆定律及其應(yīng)用的相關(guān)知識(shí)，掌握歐姆定律的應(yīng)用： ① 同一個(gè)電阻，阻值不變，與電流和電壓無關(guān) 但加在這個(gè)電阻兩端的電壓增大時(shí)，通過的電流也增大．（R=U/I） ② 當(dāng)電壓不變時(shí)，電阻越大，則通過的電流就越小．（I=U/R） ③ 當(dāng)電流一定時(shí)，電阻越大，則電阻兩端的電壓就越大．（U=IR），以及對電功率的計(jì)算公式的理解，了解計(jì)算電功率公式：P =W/t ；P=UI ; 式中單位P→瓦(w)；W→焦；t→秒；U→伏（V）；I→安（A）計(jì)算電功率還可用公式：P=I2R和P= U2/R．