Question

5．如圖所示電源電壓為12V保持不變，R₁=100Ω，R₂上標有“2A，200Ω”，在滑片P從a端移動至b端的過程中，電壓表讀數(shù)的變化范圍是0V～8V，R₁的功率變化范圍是1.44W～0.16W．

Answer 1

分析 由電路圖可知，燈泡R₁與滑動變阻器R₂串聯(lián)，電壓表測R₂兩端的電壓．
（1）當滑片位于a端時，電路為R₁的簡單電路，其消耗的電功率最大，根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出最大功率；
（2）當滑片位于a端時電壓表被短路，示數(shù)為0；當滑片位于b端時電壓表的示數(shù)最大，根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出電路中的電流，再根據(jù)歐姆定律求出電壓表的示數(shù)，進一步得出答案．

解答 解：由電路圖可知，燈泡R₁與滑動變阻器R₂串聯(lián)，電壓表測R₂兩端的電壓．
（1）R₁兩端電壓最大可為12V時，消耗功率最大，此時變阻器接入電阻應(yīng)該調(diào)整為零．
R₁消耗的最大功率：P_1最大=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{1}}$=$\frac{（{12V）}^{2}}{100Ω}$=1.44W；
（2）電壓表測滑動變阻器兩端電壓，最小電壓為0V，
當變阻器接入阻值最大時，電壓最大．此時電流為：
I=$\frac{U}{{R}_{1}+{R}_{2}}$=$\frac{12V}{100Ω+200Ω}$=0.04A，
U_max=IR₂=0.04A×200Ω=8V，
電壓表的讀數(shù)范圍是0-8V；
R₁消耗的最小功率：P_1最小=I²R₁=（0.04A）²×100Ω=0.16W；
R₁的功率變化范圍是1.44W～0.16W；
故答案為：0V～8V；1.44W～0.16W．

點評 本題考查了串聯(lián)電路的特點和歐姆定律、電功率公式的應(yīng)用，要注意燈泡R₁消耗最大功率的判斷．