Question

在如图所示电路中，电压表的示数是3V，电流表的示数是0.15A，接入电路中的滑动变阻器的电阻是30Ω，通电10s．求：

①电阻R₁的阻值多大？
②滑动变阻器两端的电压是多大？
③滑动变阻器消耗的功率是多大？
④除上述问题，利用前面条件还可求出另外的哪些物理量？请你求出其中的两个．

Answer

①由图可知R1与滑动变阻器串联，电压表测量R1两端的电压，电流表测电路中电流，则由欧姆定律可求得R1的阻值；
②由欧姆定律可求得滑动变阻器两端的电压；
③由功率公式P=UI可求得滑动变阻器消耗的电功率；
④由串联电路的电压规律可求得电源电压；由功率公式可求得R1消耗的电功率；因知道通电时间，故可求得两电阻消耗的电能；也可求得电路的总电阻等．
【解析】
①由欧姆定律可得：
R1的阻值R1===20Ω；
②滑动变阻器两端的电压
U2=IR2=0.15A×30Ω=4.5V；
③由功率公式P=UI得：
滑动变阻器消耗的功率
P=U2I=4.5V×0.15A=0.675W；
④还可求出下列物理量：
电源电压：U=U1+U2=7.5V
电阻R1消耗的功率：P1=I1U1=0.45W
电阻R1消耗的电能：W1=I1U1t=4.5J
滑动变阻器消耗的电能：W2=I2U2t=6.75J
这时电路中的总电阻：R=R1+R2=42Ω．（以上任选其二）．
答：①R1的阻值为20Ω；②滑动变阻器两端的电压为4.5V；③滑动变阻器消耗的功率为0.675W；④电源电压为7.5V，R1消耗的功率为0.45W，R1消耗的电能为4.5J，滑动变阻器消耗的电能为6.75J，总电阻为42Ω．