在如图a所示的电路中.电源电压保持不变.定值电阻R1的阻值为20Ω.闭合开关后.通过R2的电路为0.3A.干路中的电流为0.9A．求:(1)电源电压U,(2)定值电阻R1消耗的电功率P1,(3)现有标有“50Ω 2A 和“100Ω 2A 字样的滑动变阻器可供选择.有表盘如图b所示的电流表可接入干路．选择变阻器替换其中的一个电阻.并将电流表串联在电路中.闭� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

5．在如图a所示的电路中，电源电压保持不变，定值电阻R₁的阻值为20Ω，闭合开关后，通过R₂的电路为0.3A，干路中的电流为0.9A．求：

（1）电源电压U；
（2）定值电阻R₁消耗的电功率P₁；
（3）现有标有“50Ω 2A”和“100Ω 2A”字样的滑动变阻器可供选择，有表盘如图b所示的电流表可接入干路．选择变阻器替换其中的一个电阻，并将电流表串联在电路中，闭合开关S，移动变阻器的滑片P，使总功率的变化范围为9.6W～31.2W．请通过计算说明选择变阻器100Ω 2A替换R₂（选填“R₁”或“R₂”），并求出滑动变阻器的阻值范围．

分析（1）由图两电阻并联，根据并联电路电压特点和欧姆定律计算电源电压；
（2）根据并联电路电流特点可得R₁的电流，由P=UI计算R₁消耗的电功率；
（3）由滑动变阻器的铭牌可知允许通过变阻器的最大电流，根据并联电路的电流特点求出通过滑动变阻器的电流最大时通过定值电阻的电流，然后与通过两定值电阻的电流相比较确定滑动变阻器替换的电阻，根据并联电路的电压特点和欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的最小阻值；根据并联电路的电流特点求出电流表的示数最小时通过变阻器的电流，根据并联电路的电压特点和欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的最大阻值，据此解题．

解答解：（1）由图电阻R₁、R₂并联，
通过R₁的电流I₁=I-I₂=0.9A-0.3A=0.6A，
电源电压：U=U₁=I₁R₁=0.6A×20Ω=12V；
（2）定值电阻R₁消耗的电功率P₁=U₁I₁=12V×0.6A=7.2W；
（3）由题可知，电路总功率的变化范围为9.6W～31.2W，电源电压不变，
由P=UI可得I=$\frac{P}{U}$，电路电流的变化范围为：$\frac{9.6W}{12V}$～$\frac{31.2W}{12V}$即0.8A～2.6A，
由滑动变阻器的铭牌可知，允许通过变阻器的最大电流均为I_滑=2A，
当电流表的最大示数I_大=2.6A时，通过定值电阻的电流：
I_定=I_大-I_滑=2.6A-2A=0.6A，
因通过R₂电流为0.3A，通过R₁电流为0.6A，
所以，变阻器替换R₂，
滑动变阻器接入电路中的最小阻值：
R_滑=$\frac{U}{{I}_{滑}}$=$\frac{12V}{2A}$=6Ω，
当电流表的最小示数I_小=0.8A，通过滑动变阻器的最小电流：
I_滑′=I_小-I₂=0.8A-0.6A=0.2A，
滑动变阻器接入电路中的最大阻值：
R_滑′=$\frac{U}{{I}_{滑}'}$=$\frac{12V}{0.2A}$=60Ω＞50Ω，
所以，变阻器的规格为“100Ω 2A”，滑动变阻器的阻值范围为6Ω～60Ω．
答：（1）电源电压为12V；
（2）定值电阻R₁消耗的电功率为7.2W；
（3）“100Ω 2A”；R₂；滑动变阻器的阻值范围为6Ω～60Ω．

点评本题考查了并联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，会根据通过滑动变阻器的电流最大时通过电阻的电流确定变阻器替换的定值电阻和根据滑动变阻器接入电路中的最大阻值确定变阻器的规格是关键．

练习册系列答案

	A．	物体吸收热量时内能增加，温度一定升高
	B．	在热水中滴入墨水，热水很快变色，属于扩散现象
	C．	让人感觉温暖而舒适的房间温度大约为36℃
	D．	质量相等的水和沙石吸收相等的热量，沙石比热容较小，其升高的温度比水多

	A．	分子间相互排斥		B．	分子间相互吸引
	C．	异种电荷相互吸引		D．	同种电荷相互排斥

	A．	跳伞运动员加速、减速、匀速竖直下降，以伞为参照物运动员都是静止的
	B．	手提水桶时手上会出现压痕，这是由于水桶所受的重力作用在手上的原因
	C．	短跑运动员到达终点时不能立即停下来是自身惯性的表现
	D．	高速公路限速是因为车速越小惯性越小，可以减少交通事故的发生

	A．	我国宋代学者沈括是世界上最早记述磁偏角的人
	B．	指南针能够指南北是因为受到地磁场的作用
	C．	用撒铁屑的方法可以判断条形磁铁N极
	D．	洗衣机中的电动机工作时主要将电能转化为机械能

	A．	t₁时刻小球的动能最大
	B．	t₂时刻小球的动能最大
	C．	t₂到t₃时间内，小球的动能先增加后减小
	D．	t₂到t₃时间内，小球重力势能先增大后减小

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