Question

【題目】如圖所示電路，電源電壓保持不變，定值電阻R1=20Ω，R2=10Ω，R是滑動變阻器．當滑動變阻器滑片P移動到最右端，開關S1閉合，開關S2斷開時，電流表的示數為0.4A；當滑動變阻器滑片P移動到中點時，開關S1閉合S2斷開時，電壓表的示數為U1，保持滑動變阻器滑片P位置不變，開關S2閉合S1斷開時，電壓表的示數為U2，且U1:U2=2:3，求：

（1）電源電壓；

（2）滑動變阻器的最大阻值；

（3）整個電路消耗的電功率最小值

Answer 1

【答案】(1)6V

(2)20Ω

(3)0.9W

【解析】

(1)由圖知，滑片P移動到最右端，開關S1閉合，開關S2斷開時，電路中只有R1連入電路中，電流表測電路中電流，由歐姆定律可得，電源電壓：

(2)由圖知，當滑片P移動到中點時，開關S1閉合S2斷開時，與R1串聯，電壓表測變阻器兩端電壓，由串聯電路特點和歐姆定律可得電壓表示數：

滑片P位置不變，開關S2閉合S1斷開時，與R2串聯，電壓表仍測變阻器兩端壓，電壓表示數：

由題知U1:U2=2:3，即：

化簡得：

解得：R=20Ω；

(3)因為R1>R2，根據串聯和并聯電路電阻的特點可知，當S1閉合、S2斷開，且滑片在左端時電路的總電阻最大，電源電壓一定，由可知，此時電路的總功率最小，

。