Question

在图所示电路中，电源电压保持不变，定值电阻R₁=10Ω，R₂为滑动变阻器．闭合开关S，当滑片P在a端是，电流表的示数为0.3A；当滑片P在b端时，电压表示数为2V．
求：（1）滑动变阻器R₂的最大阻值？
（2）当滑片P在b端时，定值电阻R₁消耗的电功率是多大？

Answer 1

分析：（1）画出等效电路图，确定当滑片在a端（电路中只有R₁）和b端时（电阻R₁和R₂串联）的电路组成，利用欧姆定律和串联电路的特点求滑动变阻器R₂的最大阻值；
（2）上面求出了P在b端时R₁两端的电压和通过的电流，利用电功率公式P=UI求定值电阻R₁消耗的电功率．

解答：解：（1）当P在a端时，如上图所示，
电源电压：U=IR₁=0.3A×10Ω=3V，
当P在b端时，如下图所示，
R₂两端的电压U₂=2V，
R₁两端的电压：
U₁=U-U₂=3V-2V=1V，
R₁中的电流：
I₁=

U1

R1

=

1V

10Ω

=0.1A，
∵R₁、R₂串联，
∴I₂=I₁=0.1A，
滑动变阻器的最大阻值：
R₂=

U2

I2

=

2V

0.1A

=20Ω；
（2）当P在b端时，R₁消耗的电功率：
P₁=U₁I₁=1V×0.1A=0.1W．
答：（1）滑动变阻器R₂的最大阻值为20Ω；
（2）当滑片P在b端时，定值电阻R₁消耗的电功率是0.1W．

点评：本题考查了学生对欧姆定律、电功率的公式、串联电路的特点的掌握和运用，画出等效电路图确定当滑片在a端和b端时的电路组成是本题的关键．