Question

如图所示的电路中，电源电压保持不变，滑动变阻器R₂上标有“50Ω  2A”字样．闭合电键S，移动滑片P到某位置时，电压表V的示数为6伏，电压表V₁的示数如图所示，电流表A的示数为0.2安．

求：
（1）电阻R₁的阻值．
（2）通电10秒，电流通过电阻R₁所做的功W₁．
（3）移动滑动变阻器滑片P，在电路安全工作的情况下，R₁消耗的电功率范围．

Answer

（1）R1与R2串联，电压表V的示数为6V，电源电压为6V，电压表V1测R1两端电压，因为R1两端电压小于6V，可判断电压表V1量程，得到R1两端电压，又知电流0.2A，根据R=求出电阻R1的阻值；
（2）已知电阻R1的电压，电流和通电时间，根据W=UIt求出电流通过电阻R1所做的功；
（3）当滑动变阻器滑片滑动时，只要电压表V1和电流表不超过量程即可，当电阻R1的电压最大时，R1的功率最大，当电阻R1的电压最小时，R1的功率最小．
【解析】
（1）R1与R2串联，电压表V的示数为6V，电源电压为6V，电压表V1测R1两端电压，因为R1两端电压小于6V，电压表V1量程是0～3V，R1两端电压为2V，所以，电阻R1的阻值：
R1===10Ω；
（2）电流通过电阻R1所做的功：
W=U1I1t=2V×0.2A×10s=4J；
（3）因为电压表V1量程是0～3V，所以R1两端电压最大为3V，
此时电流为：I1′===0.3A，因为电流量程为0～0.6A，滑动变阻器R2上标有“50Ω  2A”字样．
所以，电路安全，且此时R1消耗的电功率最大，即：
P1=U1′I1′=3V×0.3A=0.9W，
当R2=50Ω时，电流最小，R1消耗的电功率最小，即：
R=R1+R2=10Ω+50Ω=60Ω，
I′===0.1A，
P1′=I′2R1=（0.1A）2×10Ω=0.1W．
R1消耗的电功率范围0.1W～0.9W．
答：（1）电阻R1的阻值是10Ω．
（2）通电10秒，电流通过电阻R1所做的功是4J．
（3）R1消耗的电功率范围是0.1W～0.9W．