Question

【题目】如图所示的电路中，电源电压恒为6V，电阻R1的阻值为2Ω，滑动变阻器R2上标有“10Ω 3A”的字样，小灯泡L上标有“6V 3W”的字样，电流表的量程为0﹣3A。
①当开关S1、S2、S都闭合时，电流表的示数为2A，求R2消耗的电功率；
②当开关S1、S2都断开，S闭合时，为了确保测量准确，要求电流表示数不大于其量程的 ，求滑动变阻器R2接入电路的最小阻值．

Answer 1

【答案】解：①当开关S1、S2、S都闭合时，L与R2并联，电流表测干路电路，
因并联电路中各支路两端的电压相等，且额定电压下灯泡正常发光，
所以，由P=UI可得，通过灯泡的电流：IL= 0.5A，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
所以，通过R2的电流：I2=I﹣IL=2A﹣0.5A=1.5A，
R2消耗的电功率：P2=UI2=6V×1.5A=9W；
②当开关S1、S2都断开，S闭合时，R1与R2串联，电流表测电路中的电流，
因电流表示数不大于其量程的 ，
所以，电路中的最大电流I大= ×3A=2A，
此时电路中的总电阻：
R总= = =3Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，滑动变阻器R2接入电路的最小阻值：R2=R总﹣R1=3Ω﹣2Ω=1。
答：①当开关S1、S2、S都闭合时，R2消耗的电功率为9W；②当开关S1、S2都断开，S闭合时，为了确保测量准确，滑动变阻器R2接入电路的最小阻值为1Ω。
【解析】①当开关S1、S2、S都闭合时，L与R2并联，电流表测干路电路，额定电压下灯泡正常发光，根据P=UI求出通过灯泡的电流，根据并联电路的电流特点求出通过R2的电流，根据P=UI求出R2消耗的电功率；②当开关S1、S2都断开，S闭合时，R1与R2串联，电流表测电路中的电流，根据题意得出电路中的最大电流，此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小，根据欧姆定律求出电路中的总电阻，利用电阻的串联求出滑动变阻器R2接入电路的最小阻值。本题考查了串并联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，分清电路的连接方式和确定最后一问中的最大电流是关键。
【考点精析】关于本题考查的欧姆定律及其应用和电功率的计算公式，需要了解欧姆定律的应用： ① 同一个电阻，阻值不变，与电流和电压无关 但加在这个电阻两端的电压增大时，通过的电流也增大．（R=U/I） ② 当电压不变时，电阻越大，则通过的电流就越小．（I=U/R） ③ 当电流一定时，电阻越大，则电阻两端的电压就越大．（U=IR）；计算电功率公式：P =W/t ；P=UI ; 式中单位P→瓦(w)；W→焦；t→秒；U→伏（V）；I→安（A）计算电功率还可用公式：P=I2R和P= U2/R才能得出正确答案．