Question

【題目】如圖，電源電壓可調，已知R1R2，R2=10Ω，滑動變阻器R3的最大阻值為15Ω，求：

（1）若調節電源電壓為5V，只閉合S2，移動滑動變阻器滑片在最左端時，求電流表示數；

（2）若只閉合S2，調節電源電壓，移動滑動變阻器滑片，電流表示數在0.2A~0.3A之間變化，求電電壓的最大調節范圍；

（3）調節電源電壓不變，若只閉合S1，移動滑動變阻器滑片在最左端時，電流表示數為0.5A；若同時閉合S1、S2、S3，電流表的示數為3A，求R1的功率。

Answer 1

【答案】(1)0.2A；(2) 2~7.5V； (3)20W。

【解析】

(1)只閉合S2，移動滑動變阻器滑片在最左端，R2與R3的最大阻值串聯，電流表測電路電流。因為串聯電路中總電阻等于各分電阻之和，根據U=IR可知電流表電流

；

(2)只閉合S2， R2與R3串聯，電流表測電路電流。根據U=IR可知總電流為

，

因為電流表示數在0.2A~0.3A之間變化，所以當R3=0Ω，電流為0.2A時電壓最小

，

所以當R3=15Ω，電流為0.3A時電壓最大

故電壓的最大調節范圍為2~7.5V；

(3)只閉合S1，移動滑動變阻器滑片在最左端，此時只有R3和R1串聯接入電路，如圖所示

此時電流表測電路電流，大小為0.5A，串聯電路總電壓等于各用電器電壓之和，根據U=IR可知

，

同時閉合S1、S2、S3，此時滑動變阻器被短路，R1和R2并聯接入電路，如圖所示

此時電流表測干路電流，大小為3A，并聯電路干路電流等于各支路電流之和，并聯電路總電壓等于各支路電壓，因為電壓保持不變，根據U=IR可知

，

聯立兩式，可解得

，

或

，

因為

R1R2，

故

，

則

，

根據P=可知

。

答：(1)電流表示數為0.2A；

(2)電壓的最大調節范圍為2~7.5V；

(3) R1的功率為20W。