Question

【題目】如圖所示的電路中，電源電壓恒為6V，電阻R1的阻值為2Ω，滑動(dòng)變阻器R2上標(biāo)有“10Ω 3A”的字樣，小燈泡L上標(biāo)有“6V 3W”的字樣，電流表的量程為0﹣3A。
①當(dāng)開(kāi)關(guān)S1、S2、S都閉合時(shí)，電流表的示數(shù)為2A，求R2消耗的電功率；
②當(dāng)開(kāi)關(guān)S1、S2都斷開(kāi)，S閉合時(shí)，為了確保測(cè)量準(zhǔn)確，要求電流表示數(shù)不大于其量程的 ，求滑動(dòng)變阻器R2接入電路的最小阻值．

Answer 1

【答案】解：①當(dāng)開(kāi)關(guān)S1、S2、S都閉合時(shí)，L與R2并聯(lián)，電流表測(cè)干路電路，
因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，且額定電壓下燈泡正常發(fā)光，
所以，由P=UI可得，通過(guò)燈泡的電流：IL= 0.5A，
因并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和，
所以，通過(guò)R2的電流：I2=I﹣IL=2A﹣0.5A=1.5A，
R2消耗的電功率：P2=UI2=6V×1.5A=9W；
②當(dāng)開(kāi)關(guān)S1、S2都斷開(kāi)，S閉合時(shí)，R1與R2串聯(lián)，電流表測(cè)電路中的電流，
因電流表示數(shù)不大于其量程的 ，
所以，電路中的最大電流I大= ×3A=2A，
此時(shí)電路中的總電阻：
R總= = =3Ω，
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，滑動(dòng)變阻器R2接入電路的最小阻值：R2=R總﹣R1=3Ω﹣2Ω=1。
答：①當(dāng)開(kāi)關(guān)S1、S2、S都閉合時(shí)，R2消耗的電功率為9W；②當(dāng)開(kāi)關(guān)S1、S2都斷開(kāi)，S閉合時(shí)，為了確保測(cè)量準(zhǔn)確，滑動(dòng)變阻器R2接入電路的最小阻值為1Ω。
【解析】①當(dāng)開(kāi)關(guān)S1、S2、S都閉合時(shí)，L與R2并聯(lián)，電流表測(cè)干路電路，額定電壓下燈泡正常發(fā)光，根據(jù)P=UI求出通過(guò)燈泡的電流，根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)求出通過(guò)R2的電流，根據(jù)P=UI求出R2消耗的電功率；②當(dāng)開(kāi)關(guān)S1、S2都斷開(kāi)，S閉合時(shí)，R1與R2串聯(lián)，電流表測(cè)電路中的電流，根據(jù)題意得出電路中的最大電流，此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最小，根據(jù)歐姆定律求出電路中的總電阻，利用電阻的串聯(lián)求出滑動(dòng)變阻器R2接入電路的最小阻值。本題考查了串并聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律、電功率公式的應(yīng)用，分清電路的連接方式和確定最后一問(wèn)中的最大電流是關(guān)鍵。
【考點(diǎn)精析】關(guān)于本題考查的歐姆定律及其應(yīng)用和電功率的計(jì)算公式，需要了解歐姆定律的應(yīng)用： ① 同一個(gè)電阻，阻值不變，與電流和電壓無(wú)關(guān) 但加在這個(gè)電阻兩端的電壓增大時(shí)，通過(guò)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(guò)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才能得出正確答案．