Question

如圖所示電路中，電源電壓為10伏，滑動變阻器R₂上標有“100歐 2安”．閉合電鍵S時，電壓表的示數(shù)為1伏，電流表示數(shù)為0.1安．求：
①R₁的阻值．
②R₁消耗的電功率．
③請用定值電阻R₃替換電阻R₁，并選擇合適的電表量程．要求在不更換電表量程的情況下，移動變阻器的滑片P，使兩個電表的示數(shù)能同時達到各自的最大值，且電路能正常工作．求這時的R₃的阻值和滑動變阻器的阻值．

Answer 1

【答案】分析：①電阻R₁和滑動變阻器串聯(lián)在電路中，電壓表測電阻R₁兩端的電壓，電流表測量的是電路中的電流，根據(jù)歐姆定律R=可計算R₁的阻值．
②知道電阻R₁兩端的電壓和電路中的電流，可利用公式P=UI計算電阻R₁消耗的電功率．
③從題可知，結(jié)合電流表和電壓表的示數(shù)，判斷兩表的量程，電壓表為0-3伏，電流表為0-0.6安，從而可利用公式R=可計算R₃的阻值，已知電源電壓和電路中的電流，可利用公式R=可計算電路中的總電阻，再根據(jù)串聯(lián)電路電阻的特點，計算滑動變阻器的阻值．
解答：解：
①從圖可知，電壓表測電阻R₁兩端的電壓U₁=1V，電流表測量的是電路中的電流I₁=I=0.1A，
由歐姆定律可得：
R₁===10Ω．
②由功率公式可求得R₁消耗的電功率：
P₁=U₁I₁=1V×0.1A=0.1W．
③電壓表的示數(shù)為1伏，電流表示數(shù)為0.1安，
∵1V＜3V，0.1A＜0.6A，
從而可知，電壓表的量程為0-3V，電流表的量程為0-0.6A，
∴此時，電壓表的示數(shù)為U₃=3V，電流表的示數(shù)為：I=I₃=0.6A，
所以，R₃===5Ω，
此時電路中的總電阻為：R==≈16.7Ω，
滑動變阻器的阻值為：R_滑=R-R₃=16.7Ω-5Ω=11.7Ω．
答：①R₁的阻值為10Ω．
②R₁消耗的電功率0.1W．
③R₃的阻值為5Ω，滑動變阻器的阻值為11.7Ω．
點評：本題綜合了歐姆定律、功率的計算及電壓表電流表的使用等，以及串聯(lián)電路的特點，要求學(xué)生能熟練掌握以上內(nèi)容，但對學(xué)生分析能力及審題能力有較高要求，在平常學(xué)習(xí)中要注意培養(yǎng)認真審題的能力．