Question

11．小珍用如圖所示的電路進行實驗，R₀為定值電阻，閉合開關S后，當滑片P在兩端點之間滑動時，電流表的示數變化范圍是0.5～2A，電壓表的示數變化范圍是4～10V，則：定值電阻R₀的阻值為4Ω；變阻器連入電路的電阻變化范圍2～20Ω；電路消耗的總功率的變化范圍為6～24W．

Answer 1

分析 由電路圖可知，定值電阻與滑動變阻器串聯，電壓表測滑動變阻器兩端電壓，電流表測電路電流；
（1）已知電壓表示數和電流表示數，根據R=$\frac{U}{I}$即可求出變阻器接入電路電阻的范圍；
（2）以電源電壓列出兩個關系式即可求出定值電阻R₀的阻值和電源電壓；
（3）根據P=UI即可求出電路消耗總功率的變化范圍．

解答 解：由電路圖可知，滑動變阻器與定值電阻R₀串聯，電流表測電路電流，電壓表測滑動變阻器兩端電壓；
（1）滑動變阻器接入電路阻值越大，電路電流越小，電壓表示數越大；
由于電流表的示數變化范圍是0.5～2A，電壓表的示數變化范圍是4～10V，
則由公式I=$\frac{U}{R}$得：
變阻器連入的最小電阻：R_最小=$\frac{{U}_{最小}}{{I}_{最大}}$=$\frac{4V}{2A}$=2Ω，變阻器連入的最大電阻：R_最大=$\frac{{U}_{最大}}{{I}_{最小}}$=$\frac{10V}{0.5A}$=20Ω，
所以，變阻器連入電路的電阻變化范圍為2～20Ω；
（2）由串聯電路的電壓特點和I=$\frac{U}{R}$得電源電壓：
U_總=U_最小+I_最大R₀=4V+2A×R₀ -------------------------①
U_總=U_最大+I_最小R₀=10V+0.5A×R₀ ----------------------②
由①②解得：R₀=4Ω；U=12V；
（3）P_總最小=UI_最小=12V×0.5A=6W，P_總最大=UI_最大=12V×2A=245W，
所以變化范圍為6～24W．
故答案為：4；2～20；6～24．

點評 會熟練應用歐姆定律進行計算，會靈活應用電功率的公式進行計算，是解答本題的關鍵．