Question

如圖所示的電路，電源電壓12伏特不變，滑動變阻器標(biāo)有“25Ω 3A”，R₁=15歐姆，當(dāng)移動滑動變阻器的滑片P時，R₁消耗的電功率在什么范圍內(nèi)變化？

Answer 1

【答案】分析：由電路圖可知：
（1）當(dāng)滑片位于a端時，電路為R₁的簡單電路，根據(jù)歐姆定律可知電路中的電流小于滑動變阻器允許通過的最大電流，此時R₁消耗的電功率最大，根據(jù)P=I²R求出其大小；
（2）當(dāng)滑片位于b端時，電阻R₁與滑動變阻器的最大阻值串聯(lián)，此時電路中的電流最小，R₁消耗的電功率也最小，根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出電路中的電流，再根據(jù)P=I²R求出R₁消耗電功率的最小值，進一步求出R₁消耗電功率的變化范圍．
解答：解：由電路圖可知：
（1）當(dāng)滑片位于a端時，電路為R₁的簡單電路，
根據(jù)歐姆定律可得：
電路中的電流I_max===0.8A＜3A，
∴此時R₁消耗的電功率最大
P_max1=（Imax）²R₁=（0.8A）²×15Ω=9.6W；
（2）當(dāng)滑片位于b端時，電阻R₁與滑動變阻器的最大阻值串聯(lián)，此時電路中的電流最小，R₁消耗的電功率也最小，
∵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I_min===0.3A，
此時R₁消耗的最小電功率：
P_min1=（Imin）²R₁=（0.3A）²×15Ω=1.35W；
由以上可知，移動滑動變阻器的滑片P時，R₁消耗電功率的范圍是1.35W～9.6W．
答：當(dāng)移動滑動變阻器的滑片P時，R₁消耗的電功率在1.35W～9.6W范圍內(nèi)變化．
點評：本題考查了串聯(lián)電路的特點和歐姆定律、電功率公式的靈活運用，會根據(jù)P=I²R判斷R₁消耗電功率的最大值和最小值是關(guān)鍵．