Question

11．小珍用如图所示的电路进行实验，R₀为定值电阻，闭合开关S后，当滑片P在两端点之间滑动时，电流表的示数变化范围是0.5～2A，电压表的示数变化范围是4～10V，则：定值电阻R₀的阻值为4Ω；变阻器连入电路的电阻变化范围2～20Ω；电路消耗的总功率的变化范围为6～24W．

Answer 1

分析 由电路图可知，定值电阻与滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端电压，电流表测电路电流；
（1）已知电压表示数和电流表示数，根据R=$\frac{U}{I}$即可求出变阻器接入电路电阻的范围；
（2）以电源电压列出两个关系式即可求出定值电阻R₀的阻值和电源电压；
（3）根据P=UI即可求出电路消耗总功率的变化范围．

解答 解：由电路图可知，滑动变阻器与定值电阻R₀串联，电流表测电路电流，电压表测滑动变阻器两端电压；
（1）滑动变阻器接入电路阻值越大，电路电流越小，电压表示数越大；
由于电流表的示数变化范围是0.5～2A，电压表的示数变化范围是4～10V，
则由公式I=$\frac{U}{R}$得：
变阻器连入的最小电阻：R_最小=$\frac{{U}_{最小}}{{I}_{最大}}$=$\frac{4V}{2A}$=2Ω，变阻器连入的最大电阻：R_最大=$\frac{{U}_{最大}}{{I}_{最小}}$=$\frac{10V}{0.5A}$=20Ω，
所以，变阻器连入电路的电阻变化范围为2～20Ω；
（2）由串联电路的电压特点和I=$\frac{U}{R}$得电源电压：
U_总=U_最小+I_最大R₀=4V+2A×R₀ -------------------------①
U_总=U_最大+I_最小R₀=10V+0.5A×R₀ ----------------------②
由①②解得：R₀=4Ω；U=12V；
（3）P_总最小=UI_最小=12V×0.5A=6W，P_总最大=UI_最大=12V×2A=245W，
所以变化范围为6～24W．
故答案为：4；2～20；6～24．

点评 会熟练应用欧姆定律进行计算，会灵活应用电功率的公式进行计算，是解答本题的关键．