Question

如图所示电路，滑动变阻器上标有“50Ω  1A”，电源电压恒定为6V，电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0～3V．闭合开关S，移动滑动变阻器滑片开某一位置时，电流表示数为0.2A，电压表示数为2V．求：

（1）电阻R₁的阻值；

（2）此时滑动变阻器消耗的功率；

（3）为保证电路安全，电阻R₁上允许消耗功率的范围．

Answer

（1）电阻R1的阻值为10Ω；

（2）此时滑动变阻器消耗的功率为0.8W；

（3）为保证电路安全，电阻R1上允许消耗功率的范围为0.1W～0.9W．

【解析】【解析】
由电路图可知，R1与R2串联，电压表测R1两端的电压，电流表测电路中的电流．

（1）由I=可得，电阻R1的阻值：

R1===10Ω；

（2）因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，

所以，变阻器两端的电压：

U2=U﹣U1=6V﹣2V=4V，

此时滑动变阻器消耗的功率：

P2=U2I=4V×0.2A=0.8W；

（3）当电压表的示数U1′=3V时，电路中的电流：

I′===0.3A＜0.6A，

所以，电路中的最大电流为0.3A，电阻R1的功率最大，则

P1大=U1′I′=3V×0.3A=0.9W，

当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电阻R1的功率最小，

因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，

所以，电路中的电流：

I″===0.1A，

电阻R1的最小功率：

P1小=（I″）2R1=（0.1A）2×10Ω=0.1W，

所以，电阻R1上允许消耗功率的范围为0.1W～0.9W．

答：（1）电阻R1的阻值为10Ω；

（2）此时滑动变阻器消耗的功率为0.8W；

（3）为保证电路安全，电阻R1上允许消耗功率的范围为0.1W～0.9W．