题目内容

如图所示,电源电压保持不变,闭合开关S,当变阻器的滑片P在a、b两点(图上未标出)之间滑动时,电压表示数范围是3V~5V,电流表的示数范围是0.5A~0.6A.

根据题中给出的数据,请你计算出(任意)4个物理量,并把计算过程和结果填入下表.
物理量计算结果
1
2
3
4

解:由题知,滑片P在a端时,U1=3V,I1=0.6A,滑片在b端时,U2=5V,I2=0.5A.
P在a端时,电源电压U=U1+I1R0
即:U=3V+0.6A×R0,--------------①
P在b端时,电源电压U=U2+I2R0
即:U=5V+0.5A×R0,--------------②
由①、②解得:
R0=20Ω,U=15V;
P在a端时,R0消耗的电功率:
P0=(I12R0=(0.6A)2×20Ω=7.2W;
P在b端时,电路消耗的总电功率:
P=UI2=15V×0.5A=7.5W.
故答案为:
物理量计算结果
1R0 的阻值 20Ω
2 电源电压 15V
3P在a端时,R0消耗的电功率 7.2W
4P在b端时,电路消耗的总电功率 7.5W

分析:串联电路中,滑动变阻器连入的电阻越小、总电阻越小、分压越小(电压表的示数越小)、电路中的电流越大(电流表的示数越大),所以滑片在a端时,U1=3V,I1=0.6A,滑片在b端时,U2=5V,I2=0.5A;联立方程组可解得电源电压和R0的电阻值;
P在a时,可求R0消耗的电功率,电路消耗的总功率;
P在b时,可求电路消耗的总功率.
点评:本题关键:知道串联电路中,滑动变阻器连入的电阻越小、总电阻越小、分压越小,电路中的电流越大.
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