Question

如如圖所示電路，滑動變阻器上標有“50Ω  1A”，電源電壓恒定為6V，電流表量程為0～0.6A，電壓表量程為0-3V．閉合開關S，移動滑動變阻器滑片到某一位置時，電流表示數為0.2A，電壓表示數為2V．求：
（1）電阻R₁的阻值；
（2）此時滑動變阻器消耗的功率；
（3）為保證電路安全，電阻R₁上允許消耗功率的范圍．

Answer 1

【答案】分析：（1）已各R₁兩端的電壓及流過R₁的電流，故可直接由歐姆定律求出電阻R₁的阻值；
（2）由串聯電路的電壓規律可求得滑動變阻器兩端的電壓，則由功率公式可求得滑動變阻器上消耗的功率；
（3）由電流表及電壓表的量程可知電路中允許通過的最大電流，則由功率公式可求得R₁上消耗的最大功率；當滑動變阻器阻值全部接入時，電路中電流最小，則可知R₁上消耗的最小功率．
解答：解；（1）由歐姆定律得：R₁==10Ω；
（2）滑動變阻器上電壓U₂=U-U₁=6V-2V=4V；
滑動變阻器上消耗的功率P₂=U₂I=4V×0.2A=0.8W．
（3）電壓表示數為3V時，由歐姆定律得，故此時流過電阻R₁的電流I==0.3A＜0.6A
故此時R₁上消耗的功率最大
P_1最大==0.9W；
當滑動變阻器阻值最大時，R₁上消耗的功率最小
電路中最小電流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上允許消耗功率的范圍為0.1W～0.9W
點評：做物理題時一定要全面考慮，如第三問中要注意電壓表及電流表的量程，及電路可能出現的電流范圍．