Question

【題目】如圖所示的電路，電源電壓保持不變，R1為定值電阻，將滑片置于最右端，閉合S，電壓表的示數(shù)為1V，電流表的示數(shù)為0.1A．移動(dòng)滑片P，當(dāng)電壓表示數(shù)分別為2V、4V時(shí)，R2的電功率相等．求：
（1）R1的阻值；
（2）電源電壓U；
（3）滑動(dòng)變阻器的最大值．

Answer 1

【答案】
（1）解：將滑片置于最右端，R1與R2的最大阻值串聯(lián)，電壓表測R1兩端的電壓，電流表測電路中的電流，

由I= 可得，R1的阻值：

R1= = =10Ω

（2）解：移動(dòng)滑片P，當(dāng)電壓表示數(shù)為2V時(shí)，電路中的電流：

I′= = =0.2A，

因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，

所以，R2兩端的電壓：U2′=U﹣U1′=U﹣2V，

R2的電功率：

P2′=U2′I′=（U﹣2V）×0.2A﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①

當(dāng)電壓表示數(shù)為4V時(shí)，電路中的電流：

I″= = =0.4A，

此時(shí)R2兩端的電壓：U2″=U﹣U1″=U﹣4V，

R2的電功率：

P2″=U2″I″=（U﹣4V）×0.4A﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②

因P2′=P2″，

所以，（U﹣2V）×0.2A=（U﹣4V）×0.4A，

解得：U=6V

（3）解：將滑片置于最右端，R2兩端的電壓：U2=U﹣U1=6V﹣1V=5V，

滑動(dòng)變阻器的最大值：

R2= = =50Ω

【解析】（1）將滑片置于最右端，R1與R2的最大阻值串聯(lián)，電壓表測R1兩端的電壓，電流表測電路中的電流，根據(jù)歐姆定律求出R1的阻值；（2）根據(jù)歐姆定律求出電壓表示數(shù)分別為2V、4V時(shí)電路中的電流，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出對應(yīng)變阻器兩端的電壓，根據(jù)兩種情況下R2的電功率相等得出等式即可求出電源電壓U；（3）將滑片置于最右端，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出R2兩端的電壓，根據(jù)歐姆定律求出滑動(dòng)變阻器的最大值．
【考點(diǎn)精析】本題主要考查了歐姆定律及其應(yīng)用和電功率的計(jì)算公式的相關(guān)知識點(diǎn)，需要掌握歐姆定律的應(yīng)用： ① 同一個(gè)電阻，阻值不變，與電流和電壓無關(guān) 但加在這個(gè)電阻兩端的電壓增大時(shí)，通過的電流也增大．（R=U/I） ② 當(dāng)電壓不變時(shí)，電阻越大，則通過的電流就越小．（I=U/R） ③ 當(dāng)電流一定時(shí)，電阻越大，則電阻兩端的電壓就越大．（U=IR）；計(jì)算電功率公式：P =W/t ；P=UI ; 式中單位P→瓦(w)；W→焦；t→秒；U→伏（V）；I→安（A）計(jì)算電功率還可用公式：P=I2R和P= U2/R才能正確解答此題．