Question

如圖所示，電源電壓U保持不變，滑動變阻器R₂的最大阻值為20Ω，燈泡L的電阻為10Ω．當S閉合，S₁斷開，且滑片P在b端時，電流表示數為0.2A；當S、S₁都閉合，且滑片P在a端時，電流表的示數為0.8A．則電源電壓為________V，電阻R₁的阻值為________Ω．電路中消耗的最大總功率與最小總功率之比為________．（不考慮溫度對電阻的影響）

Answer 1

6    30    4：1
分析：（1）當S閉合，S₁斷開，且滑片P在b端時，燈泡與滑動變阻器的最大阻值串聯，電流表測電路中的電流，根據電阻的串聯和歐姆定律求出電源的電壓；
（2）當S、S₁都閉合，且滑片P在a端時，燈泡與R₁并聯，電流表測干路電流，根據并聯電路的電壓特點和歐姆定律求出通過燈泡的電流，根據并聯電路的電流特點求出通過R₁的電流，再根據歐姆定律求出R₁的阻值；
（3）當燈泡與滑動變阻器的最大阻值串聯時電路中的電阻最大，電路消耗的總功率最小，根據P=UI求出其大小；當燈泡與R₁并聯時電路中的總電阻最小，電路消耗的總功率最大，根據P=UI求出其大小，進一步求出兩者的比值．
解答：（1）當S閉合，S₁斷開，且滑片P在b端時，燈泡與滑動變阻器的最大阻值串聯，電流表測電路中的電流，
電源的電壓：
U=I（R_L+R₂）=0.2A×（10Ω+20Ω）=6V；
（2）當S、S₁都閉合，且滑片P在a端時，燈泡與R₁并聯，電流表測干路電流，
通過燈泡的電流：
I_L===0.6A，
通過R₁的電流：
I₁=I′-I_L=0.8A-0.6A=0.2A，
R₁===30Ω；
（3）根據P=可知，燈泡與滑動變阻器的最大阻值串聯時電路中的電阻最大，電路消耗的總功率最小；
燈泡與R₁并聯時電路中的總電阻最小，電路消耗的總功率最大．
P_max：P_min=UI′：UI=I′：I=0.8A：0.2A=4：1．
故答案為：6；30；4：1．
點評：本題考查了電阻的串聯和并聯電路的特點，開關閉合前后電流表所測電路元件和電路最大、最小電功率的判斷是關鍵．