Question

13．如圖所示，電源電壓保持不變，如果閉合開關(guān)S后，滑動(dòng)變阻器的滑片P從a端移至距離b端$\frac{1}{4}$ab處的過程中，電流表示數(shù)的變化范圍是0.2A-0.6A，電壓表示數(shù)的變化范圍是1.0V-3.0V，那么R₀的阻值是5Ω，該電路消耗的總功率的變化范圍是1.8W～5.4W．

Answer 1

分析 （1）滑動(dòng)變阻器和定值電阻串聯(lián)在電路中，電壓表測定值電阻R₀兩端的電壓，電流表測通過電路的電流．電壓表的示數(shù)最大時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的為最大阻值，電流表的示數(shù)最小．根據(jù)歐姆定律可計(jì)算R₀的阻值；
（2）當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P移至距離b端$\frac{1}{4}$ab處時(shí)，電壓表的示數(shù)最小時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻為$\frac{1}{4}$R，電流表的示數(shù)最大．根據(jù)串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律可得出電源電壓的表達(dá)式；然后解得電源電壓，利用P=UI求出總功率的變化范圍．

解答 解：（1）滑動(dòng)變阻器和定值電阻串聯(lián)在電路中，電壓表測定值電阻R₀兩端的電壓，電流表測通過電路的電流．
當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P在a端時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的為最大阻值，R、R₀串聯(lián)，電流表和電壓表的示數(shù)最小，
則由歐姆定律得：
R₀=$\frac{{U}_{最小}}{{I}_{最小}}$=$\frac{1.0V}{0.2A}$=5Ω．
（2）當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P在a端時(shí)，由串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律得：
電源電壓U=U_最小+U_R1=U_最小+I_最小×R=1.0V+0.2A×R--------------①
當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P在移至距離b端$\frac{1}{4}$ab處時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻為$\frac{1}{4}$R，電流表的示數(shù)為0.6A，
電源電壓U=U_最大+U_R2=U_最大+I_最大×$\frac{1}{4}$R=3.0V+0.6A×$\frac{1}{4}$R-----------②
解①②得：U=9V，R=40Ω；
則P_最小=UI_最小=9V×0.2A=1.8W，
P_最大=UI_最大=9V×0.6A=5.4W．
所以，總功率的變化范圍是1.8W～5.4W．
故答案為：5；1.8W～5.4W．

點(diǎn)評(píng) 本題考查學(xué)生能否靈活運(yùn)用歐姆定律和串聯(lián)電路電阻規(guī)律分析實(shí)際問題并計(jì)算電路的有關(guān)物理量．