Question

（2012?自貢）在圖a所示的電路中，電源電壓為12V且保持不變，滑動變阻器R₂上標有“50Ω，2A”字樣．閉合電鍵S后，電流表的示數為0.4A，電壓表的示數為6V．求：
（1）此時滑動變阻器R₂消耗的電功率P₂；
（2）定值電阻R₁的阻值；
（3）先設想選擇合適的電壓表量程，并移動變阻器R₂的滑片P，要求：使電壓表的指針能處于圖b所示的位置．甲同學認為應向左移動滑片P，乙同學認為應向右移動滑片P．請通過計算說明兩位同學的操作能否符合要求？

Answer 1

分析：由電路圖可知，兩電阻串聯，電流表測電路中的電流，電壓表測滑動變阻器兩端的電壓；
（1）根據P=UI求出此時滑動變阻器R₂消耗的電功率；
（2）根據串聯電路的電壓特點和歐姆定律求出定值電阻R₁的阻值；
（3）由圖b讀出電壓表的示數，根據串聯電路的電壓特點和歐姆定律求出電路中的電流，再根據歐姆定律求出滑動變阻器接入電路的電阻結合滑動變阻器的阻值即可判斷兩位同學的操作能否符合要求．

解答：解：由電路圖可知，兩電阻串聯，電流表測電路中的電流，電壓表測滑動變阻器兩端的電壓；
（1）此時滑動變阻器R₂消耗的電功率：
P₂=U₂I=6V×0.4A=2.4W；
（2）R₁兩端的電壓：
U₁=U-U₂=12V-6V=6V，
R₁=

U1

I

=

6V

0.4A

=15Ω；
（3）由圖b可知，電壓表的示數可能為U₂′=2V或U₂″=10V；
左移時，則U₂′=2V，
電路中的電流I′=

U-U′2

R1

=

12V-2V

15Ω

=

2

3

A，
R₂=

U′2

I′

=

2V

2 3 A

=3Ω＜50Ω；
右移時，則U₂″=10V，
電路中的電流I″=

U-U″2

R1

=

12V-10V

15Ω

=

2

15

A，
R₂=

U″2

I″

=

10V

2 15 A

=75Ω＞50Ω；
所以甲同學的操作可行，乙同學的操作不可行．
答：（1）此時滑動變阻器R₂消耗的電功率為2.4W；
（2）定值電阻R₁的阻值為15Ω；
（3）甲同學的操作可行，乙同學的操作不可行．

點評：本題考查了串聯電路的特點和歐姆定律的應用以及電功率的計算，關鍵是公式和規(guī)律的靈活運用，難點是根據電壓表的示數判斷滑片的移動方向．