Question

如圖所示，電源電壓為6V，R為“30Ω 0.25A”滑動(dòng)變阻器，R1為“10Ω 0.4A”電阻，電壓表量程為0–3V．圖中虛線框內(nèi)接有一只“20Ω 0.3A”電阻R2（未畫出）．已知：① 閉合S1和S2，斷開S3時(shí)，調(diào)節(jié)R，使其接入電路的阻值為10Ω，此時(shí)電路中總電流為0.2A；② 斷開S1，閉合S2、S3，調(diào)節(jié)R，使其接入電路的阻值為6Ω，此時(shí)電壓表的示數(shù)為1.0V．

⑴在情形①中，求電路的總電阻；

⑵請(qǐng)?jiān)诖痤}卷的圖中畫出虛線框內(nèi)的電路；

⑶當(dāng)閉合所有開關(guān)時(shí)，為保證電路安全，求滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值范圍．（10分）

Answer 1

⑴由情形 ① 可知，由公式P = U2/R可得，電路的總電阻R總 =U2/P=30Ω

⑵根據(jù)情形 ① 可知，虛線框內(nèi)的電阻為30Ω－10Ω=20Ω；在情形② 中，電路中的電流為I=U1/R，電路中的總電阻為R總′=U/I=36Ω，故虛線框內(nèi)的電阻為36Ω－6Ω－10Ω=20Ω；

⑶當(dāng)變阻器接入電路的阻值較小時(shí)，電路中的電流達(dá)到I1 = 0.25A，根據(jù)U = I1(R2 + R) 則6V=0.25A（20Ω+R），解得R = 4Ω 當(dāng)變阻器接入電路的阻值較大時(shí)，電壓表示數(shù)為量程3V時(shí)，由于UR/U = R/(R2 + R)，代入數(shù)據(jù)解得R = 20Ω 故為了保證電路安全，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值R的范圍應(yīng)為：4Ω ≤ R ≤20Ω

【解析】試題分析：此題具有一定的綜合性在電學(xué)問題中是較難的，是一道拉開分?jǐn)?shù)距離的好題；電阻與變阻器串聯(lián)，已知總電壓、消耗的總功率，可求出總電阻；一定要注意變阻器的測(cè)量范圍，不要超過它的量程

考點(diǎn)：電路的綜合計(jì)算