Question

6．如圖甲所示，電源電壓恒定，R₁=20Ω，閉合開(kāi)關(guān)S，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S₁時(shí)電流表示數(shù)為0.3A；若再閉合S₁電流表示數(shù)為0.5A，通過(guò)R₂的電流為0.2A，則電源電壓是6V，R₂電阻阻值為30Ω；如圖乙所示電路中，R₀為定值電阻，R₁為滑動(dòng)變阻器，圖丙是該滑動(dòng)變阻器消耗的電功率與電流關(guān)系的圖象．則該滑動(dòng)變阻器的最大電阻值是50Ω；圖乙中關(guān)系圖線與橫坐標(biāo)相交點(diǎn)的電流是1.2A．

Answer 1

分析 （1）由甲電路圖可知，閉合開(kāi)關(guān)S、斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S₁時(shí)，電路為R₁的簡(jiǎn)單電路，電流表測(cè)通過(guò)R₁的電流，根據(jù)歐姆定律求出電源的電壓；若再閉合S₁，R₁與R₂并聯(lián)，電流表測(cè)干路電流，根據(jù)并聯(lián)電路中各支路獨(dú)立工作、互不影響可知通過(guò)R₁的電流不變，根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)求出通過(guò)R₂的電流，根據(jù)并聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出R₂電阻阻值；
（2）由電路圖可知，R₀與R₁串聯(lián)，電壓表測(cè)R₁兩端的電壓，電流表測(cè)電路中的電流．
①當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大時(shí)，電路中的電流最小，根據(jù)圖象讀出滑動(dòng)變阻器消耗的電功率，利用P=I²R求出滑動(dòng)變阻器的最大阻值；
②由圖象讀出電路中的電流為0.4A時(shí)R₁的電功率，根據(jù)P=I²R求出R₁接入電路的電阻，根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律表示出電源的電壓，利用電源的電壓不變得出等式求出R₀的阻值，進(jìn)一步根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出電源的電壓；圖乙中關(guān)系圖線與橫坐標(biāo)相交點(diǎn)的電流即為滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻為0時(shí)電路中的電流，根據(jù)歐姆定律求出其大�。�

解答 解：（1）由甲電路圖可知，閉合開(kāi)關(guān)S、斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S₁時(shí)，電路為R₁的簡(jiǎn)單電路，電流表測(cè)通過(guò)R₁的電流，
由I=$\frac{U}{R}$可得，電源的電壓：
U=I₁R₁=0.3A×20Ω=6V；
若再閉合S₁，R₁與R₂并聯(lián)，電流表測(cè)干路電流，
因并聯(lián)電路中各支路獨(dú)立工作、互不影響，
所以，通過(guò)R₁的電流不變，
因并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和，
所以，通過(guò)電阻R₂的電流：
I₂=I-I₁=0.5A-0.3A=0.2A，
則電阻R₂的阻值：
R₂=$\frac{U}{{I}_{2}}$=$\frac{6V}{0.2A}$=30Ω；
（2）由電路圖可知，R₀與R₁串聯(lián)，電壓表測(cè)R₁兩端的電壓，電流表測(cè)電路中的電流．
①當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大時(shí)，電路中的電流最小，
由圖象可知，電路中的最小電流I=0.2A時(shí)，R₁的電功率P₁=2W，
由P=I²R可得，滑動(dòng)變阻器的最大阻值：
R₁=$\frac{{P}_{1}}{{I}^{2}}$=$\frac{2W}{（0.2A）^{2}}$=50Ω；
②由圖象可知，當(dāng)電路中的電流I′=0.4A時(shí)，R₁的電功率P₁′=3.2W，
此時(shí)R₁接入電路的電阻：
R₁′=$\frac{{P}_{1}′}{（I′）^{2}}$=$\frac{3.2W}{（0.4A）^{2}}$=20Ω，
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，由I=$\frac{U}{R}$可得，電源的電壓：
U=I′（R₀+R₁′）=0.4A×（R₀+20Ω），
當(dāng)電路中的電流I=0.2A時(shí)，電源的電壓：
U=I（R₀+R₁）=0.2A×（R₀+50Ω），
因電源的電壓不變，
所以，0.4A×（R₀+20Ω）=0.2A×（R₀+50Ω），
解得：R₀=10Ω，
則電源的電壓U=I（R₀+R₁）=0.2A×（10Ω+50Ω）=12V，
當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻為0時(shí)，電路中的電流：
I″=$\frac{U}{{R}_{0}}$=$\frac{12V}{10Ω}$=1.2A，
即圖乙中關(guān)系圖線與橫坐標(biāo)相交點(diǎn)的電流是1.2A．
故答案為：0.2；6；30；50；1.2．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了串并聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律、電功率公式的應(yīng)用，關(guān)鍵是利用好電源的電壓不變和從圖象中讀出電流對(duì)應(yīng)的功率，要注意圖甲中開(kāi)關(guān)S₁閉合、斷開(kāi)時(shí)通過(guò)R₁的電流不變．