Question

小良同学在如图所示的电路中，所用的电源电压恒定．当他闭合开关，移动变阻器的滑片，到a点时使R₁接入电路的电阻为1Ω，到b点时使R₁接入电路的电阻为4Ω，并且在a、b两点时R₁消耗的电功率相等；他还观察到在a、b两点时电压表的示数变化了2V．通过以上的测量数据，他计算出R₂的阻值是    ，当滑片在b点时，电流表的示数为    ．

Answer 1

【答案】分析：由图可知，灯泡和滑动变阻器串联，电压表测量的是滑动变阻器两端的电压，电流表测电流中电流；
当变阻器的滑片在a端时，先根据电阻的串联求出电路的总电阻，根据欧姆定律求出电路中电流，求出R₁两端的电压，再根据P=I²R求出R₁消耗的电功率；
当变阻器的滑片在b端时，先求出此时电路中的总电阻，根据欧姆定律求出电路中电流，求出R₁两端的电压，再根据P=I²R求出R₁消耗的电功率；
最后根据在a、b两点时R₁消耗的电功率相等，电压表的示数变化了2V，求出R₂的阻值、电源电压和滑片在b点时，电流表的示数．
解答：解：由图可知，灯泡和滑动变阻器串联，电压表测量的是滑动变阻器两端的电压，电流表测电流中电流；
当变阻器的滑片在a端时，R_1a=1Ω，
电路中总电阻：R_总=R_1a+R₂=1Ω+R₂，
电路中的电流：I==
R₁两端的电压：U₁=IR_1a=×1Ω
R₁消耗的电功率：P₁=I²R_1a=（）²×1Ω
当变阻器的滑片在b端时，R_1b=4Ω，
电路中总电阻：R_总′=R_1b+R₂=4Ω+R₂，
电路中的电流：I′==
此时R₁两端的电压：U₁′=I′R_1b=×4Ω
此时R₁消耗的电功率：P₁′=I′²R_1b=（）²×4Ω
∵P₁=P₁′
∴R₂=2Ω，
又∵U₁′-U₁=2V
∴U=6V
I′===1A
故答案为：2Ω；1A．
点评：本题考查了串联电路电压和电阻的规律和欧姆定律、电功率公式的灵活运用，关键是会分析电路的组成．