Question

如圖所示的電路，電源電壓U=12V，且保持不變，電阻R₁=4Ω，滑動變阻器R₂的最大阻值為20Ω，電流表的量程為0～3A，電壓表的量程為0～15V，求：
（1）當(dāng)滑動變阻器的滑片在最右端時(shí)，電流表的示數(shù)及電壓表的示數(shù)；
（2）當(dāng)滑動變阻器的滑片在最右端時(shí)，R₁消耗的功率；
（3）當(dāng)滑動變阻器的滑片在最左端時(shí)，通電10min整個(gè)電路中電流做的功．

Answer 1

解：（1）當(dāng)滑動變阻器的滑片在最右端時(shí)，定值電阻R₁與滑動變阻器R₂最大阻值串聯(lián)，電壓表測R₂兩端的電壓，電流表測電路中的電流，
∵串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
∴根據(jù)歐姆定律可得，電路中的電流即電流表的示數(shù)：
I===0.5A，
滑動變阻器兩端的電壓即電壓表的示數(shù)為：
U₂=IR₂=0.5A×20Ω=10V；
（2）當(dāng)滑動變阻器的滑片在最右端時(shí)，R₁消耗的功率：
P₁=I²R₁=（0.5A）²×4Ω=1W；
（3）當(dāng)滑動變阻器的滑片在最左端時(shí)，電路為R₁的簡單電路，
∵W=Pt=UIt=U×t=t，
∴通電10min整個(gè)電路中電流做的功：
W=t=×600s=2.16×10⁴J．
答：（1）當(dāng)滑動變阻器的滑片在最右端時(shí)，電流表的示數(shù)為0.5A，電壓表的示數(shù)為10V；
（2）當(dāng)滑動變阻器的滑片在最右端時(shí)，R₁消耗的功率為1W；
（3）當(dāng)滑動變阻器的滑片在最左端時(shí)，通電10min整個(gè)電路中電流做的功為2.16×10⁴J．
分析：（1）當(dāng)滑動變阻器的滑片在最右端時(shí)，定值電阻R₁與滑動變阻器R₂最大阻值串聯(lián)，電壓表測R₂兩端的電壓，電流表測電路中的電流，根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出電流表的示數(shù)，再根據(jù)歐姆定律求出電壓表的示數(shù)；
（2）根據(jù)P=I²R求出滑動變阻器的滑片在最右端時(shí)，R₁消耗的功率；
（3）當(dāng)滑動變阻器的滑片在最左端時(shí)，電路為R₁的簡單電路，根據(jù)W=Pt=UIt=U×t=求出通電10min整個(gè)電路中電流做的功．
點(diǎn)評：本題考查串聯(lián)電路中電壓、電流以及功率、電功的計(jì)算，關(guān)鍵是公式和規(guī)律的靈活應(yīng)用以及滑片處于不同位置時(shí)電路連接方式的辨別．