Question

【題目】如圖所示，電源電壓恒為6V，R1為“30Ω，1A”的滑動變阻器，電流表量程為0～0.6A，電壓表量程為0～3V．圖中虛線框內(nèi)接有兩個定值電阻R2和R3 （未畫出），它們的銘牌分別為：R2“□Ω，0.4A”，R3“16Ω，0.5A”，其中R2的電阻未知．
（1）閉合S1、S3 ， 斷開S2 ， 調(diào)節(jié)R1 ， 使其接入電路的阻值為4Ω，此時電壓表的示數(shù)為0.8V，求此時電路的總阻值；
（2）閉合S1和S2 ， 斷開S3時，調(diào)節(jié)R1 ， 使其接入電路的阻值為10Ω，此時電流表的示數(shù)為0.3A．請?jiān)诖痤}卷的圖中畫出虛線框內(nèi)的電路，并標(biāo)明電阻名稱及大�。�
（3）當(dāng)閉合所有開關(guān)時，為保證電路安全，求電路總功率的變化范圍．

Answer 1

【答案】
（1）解：閉合S1、S3，斷開S2時，R1與虛線部分串聯(lián)，電壓表測R1電壓U1=0.8V，此時R1=4Ω，

電路電流即通過R1電流：I=I1= = =0.2A，

電路總阻值：R總= = =30Ω；

此時虛線框內(nèi)的電阻R框=R總﹣R1=30Ω﹣4Ω=26Ω

（2）解：閉合S1和S2，斷開S3時，R1與虛線部分串聯(lián)，電流表測電路電流I'=0.3A，虛線框內(nèi)的電阻：

R'框=R總'﹣R1'= ﹣R1'= ﹣10Ω=10Ω＜R3，可得此時虛線框內(nèi)R2接入電路，

R2=R'框=10Ω，

綜上可得：閉合S1、S3，斷開S2時，R2與R3串聯(lián)電路接入電路；閉合S1和S2，斷開S3時，只有R2接入電路，可得線框內(nèi)的電路圖如圖

（3）解：當(dāng)閉合所有開關(guān)時，R3短路，R1與R2串聯(lián)，電壓表測R1電壓，當(dāng)電壓表示數(shù)最大為U大=3V時，變阻器接入電路的電阻最大，此時電路電流最小，由P=UI可得電路總功率最小，

R2兩端電壓：U2=U﹣U大=6V﹣3V=3V，

電路中電流：I小=I2= = =0.3A，

P小=UI小=6V×0.3A=1.8W；

由題可知，電路中的最大電流I大=I2額=0.4A，

可得：P大=UI大=6V×0.4A=2.4W．

即電路功率變化范圍為：1.8W﹣2.4W

【解析】（1）閉合S1、S3 ， 斷開S2時，分析電路連接，根據(jù)串聯(lián)電路的特點(diǎn)，由R= 解題；（2）閉合S1和S2 ， 斷開S3時，分析電路連接，根據(jù)串聯(lián)電路的特點(diǎn)，求出虛線框內(nèi)的電阻值，據(jù)此分析虛線框內(nèi)的電阻及連接方式；（3）全部開關(guān)均閉合時，R1與R2串聯(lián)接入電路，根據(jù)電壓表的量程和通過R2的最大電流，計(jì)算電路的最小功率和最大功率．
【考點(diǎn)精析】本題主要考查了歐姆定律及其應(yīng)用和電功率的計(jì)算公式的相關(guān)知識點(diǎn)，需要掌握歐姆定律的應(yīng)用： ① 同一個電阻，阻值不變，與電流和電壓無關(guān) 但加在這個電阻兩端的電壓增大時，通過的電流也增大．（R=U/I） ② 當(dāng)電壓不變時，電阻越大，則通過的電流就越�。�（I=U/R） ③ 當(dāng)電流一定時，電阻越大，則電阻兩端的電壓就越大．（U=IR）；計(jì)算電功率公式：P =W/t ；P=UI ; 式中單位P→瓦(w)；W→焦；t→秒；U→伏（V）；I→安（A）計(jì)算電功率還可用公式：P=I2R和P= U2/R才能正確解答此題．