Question

如图所示的电路，电源电压12伏特不变，滑动变阻器标有“25Ω 3A”，R₁=15欧姆，当移动滑动变阻器的滑片P时，R₁消耗的电功率在什么范围内变化？

Answer 1

解：由电路图可知：
（1）当滑片位于a端时，电路为R₁的简单电路，
根据欧姆定律可得：
电路中的电流I_max===0.8A＜3A，
∴此时R₁消耗的电功率最大
P_max1=（Imax）²R₁=（0.8A）²×15Ω=9.6W；
（2）当滑片位于b端时，电阻R₁与滑动变阻器的最大阻值串联，此时电路中的电流最小，R₁消耗的电功率也最小，
∵串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
∴根据欧姆定律可得：
电路中的电流I_min===0.3A，
此时R₁消耗的最小电功率：
P_min1=（Imin）²R₁=（0.3A）²×15Ω=1.35W；
由以上可知，移动滑动变阻器的滑片P时，R₁消耗电功率的范围是1.35W～9.6W．
答：当移动滑动变阻器的滑片P时，R₁消耗的电功率在1.35W～9.6W范围内变化．
分析：由电路图可知：
（1）当滑片位于a端时，电路为R₁的简单电路，根据欧姆定律可知电路中的电流小于滑动变阻器允许通过的最大电流，此时R₁消耗的电功率最大，根据P=I²R求出其大小；
（2）当滑片位于b端时，电阻R₁与滑动变阻器的最大阻值串联，此时电路中的电流最小，R₁消耗的电功率也最小，根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流，再根据P=I²R求出R₁消耗电功率的最小值，进一步求出R₁消耗电功率的变化范围．
点评：本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的灵活运用，会根据P=I²R判断R₁消耗电功率的最大值和最小值是关键．