Question

（2012?自貢）在圖a所示的電路中，電源電壓為12V且保持不變，滑動變阻器R₂上標有“50Ω，2A”字樣．閉合電鍵S后，電流表的示數(shù)為0.4A，電壓表的示數(shù)為6V．求：
（1）此時滑動變阻器R₂消耗的電功率P₂；
（2）定值電阻R₁的阻值；
（3）先設(shè)想選擇合適的電壓表量程，并移動變阻器R₂的滑片P，要求：使電壓表的指針能處于圖b所示的位置．甲同學認為應向左移動滑片P，乙同學認為應向右移動滑片P．請通過計算說明兩位同學的操作能否符合要求？

Answer 1

分析：由電路圖可知，兩電阻串聯(lián)，電流表測電路中的電流，電壓表測滑動變阻器兩端的電壓；
（1）根據(jù)P=UI求出此時滑動變阻器R₂消耗的電功率；
（2）根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點和歐姆定律求出定值電阻R₁的阻值；
（3）由圖b讀出電壓表的示數(shù)，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點和歐姆定律求出電路中的電流，再根據(jù)歐姆定律求出滑動變阻器接入電路的電阻結(jié)合滑動變阻器的阻值即可判斷兩位同學的操作能否符合要求．

解答：解：由電路圖可知，兩電阻串聯(lián)，電流表測電路中的電流，電壓表測滑動變阻器兩端的電壓；
（1）此時滑動變阻器R₂消耗的電功率：
P₂=U₂I=6V×0.4A=2.4W；
（2）R₁兩端的電壓：
U₁=U-U₂=12V-6V=6V，
R₁=

U1

I

=

6V

0.4A

=15Ω；
（3）由圖b可知，電壓表的示數(shù)可能為U₂′=2V或U₂″=10V；
左移時，則U₂′=2V，
電路中的電流I′=

U-U′2

R1

=

12V-2V

15Ω

=

2

3

A，
R₂=

U′2

I′

=

2V

2 3 A

=3Ω＜50Ω；
右移時，則U₂″=10V，
電路中的電流I″=

U-U″2

R1

=

12V-10V

15Ω

=

2

15

A，
R₂=

U″2

I″

=

10V

2 15 A

=75Ω＞50Ω；
所以甲同學的操作可行，乙同學的操作不可行．
答：（1）此時滑動變阻器R₂消耗的電功率為2.4W；
（2）定值電阻R₁的阻值為15Ω；
（3）甲同學的操作可行，乙同學的操作不可行．

點評：本題考查了串聯(lián)電路的特點和歐姆定律的應用以及電功率的計算，關(guān)鍵是公式和規(guī)律的靈活運用，難點是根據(jù)電壓表的示數(shù)判斷滑片的移動方向．