Question

在如圖所示電路中，電壓表的示數是3V，電流表的示數是0.15A，接入電路中的滑動變阻器的電阻是30Ω，通電10s．求：

①電阻R₁的阻值多大？
②滑動變阻器兩端的電壓是多大？
③滑動變阻器消耗的功率是多大？
④除上述問題，利用前面條件還可求出另外的哪些物理量？請你求出其中的兩個．

Answer 1

【答案】分析：①由圖可知R₁與滑動變阻器串聯，電壓表測量R₁兩端的電壓，電流表測電路中電流，則由歐姆定律可求得R₁的阻值；
②由歐姆定律可求得滑動變阻器兩端的電壓；
③由功率公式P=UI可求得滑動變阻器消耗的電功率；
④由串聯電路的電壓規(guī)律可求得電源電壓；由功率公式可求得R₁消耗的電功率；因知道通電時間，故可求得兩電阻消耗的電能；也可求得電路的總電阻等．
解答：解：①由歐姆定律可得：
R₁的阻值R₁===20Ω；
②滑動變阻器兩端的電壓
U₂=IR₂=0.15A×30Ω=4.5V；
③由功率公式P=UI得：
滑動變阻器消耗的功率
P=U₂I=4.5V×0.15A=0.675W；
④還可求出下列物理量：
電源電壓：U=U₁+U₂=7.5V
電阻R₁消耗的功率：P₁=I₁U₁=0.45W
電阻R₁消耗的電能：W₁=I₁U₁t=4.5J
滑動變阻器消耗的電能：W₂=I₂U₂t=6.75J
這時電路中的總電阻：R=R₁+R₂=42Ω．（以上任選其二）．
答：①R₁的阻值為20Ω；②滑動變阻器兩端的電壓為4.5V；③滑動變阻器消耗的功率為0.675W；④電源電壓為7.5V，R₁消耗的功率為0.45W，R₁消耗的電能為4.5J，滑動變阻器消耗的電能為6.75J，總電阻為42Ω．
點評：本題考查歐姆定律、串聯電路的規(guī)律及電功率等的公式應用，本題為答案開放型題目，在解答時可考慮電流、電壓、電阻、功率及電功等各方面．