Question

1．如图所示，R₁为5Ω的定值电阻，电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～3V，电源电压为4.5V，变阻器上标有“20Ω，0.5A”字样，移动滑片时任何仪器不能烧坏，则变阻器电阻的变化范围为4Ω～10Ω，R₁的最大功率为1.25W．

Answer 1

分析 1、根据电流表电压表和滑动变阻器铭牌确电路中的最大电流为0.5A，由此计算R₂接入电路的最小值；由图分析，电压表测R₂电压，根据电压表所用量程可知，R₂两端最大电压为3V，此时R₂接入电路中的电阻最大，根据串联电路中的电压可知R₁两端电压为1.5V，从而计算此时滑动变阻器接入电路中的最大值；
2、根据P=I²R可知中，当电路中电流最大时，定值电阻消耗的电功率最大，据此计算．

解答 解：由题可知，电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～3V，电源电压为4.5V，变阻器上标有“20Ω，0.5A”字样，可知电路中最大电流I_大=0.5A，
由图可知，R₁与R₂串联，电压表测R₂两端电压；
当电路中最大电流I_大=0.5A时，R₂接入电路中的电阻最小，
R₂两端电压：U₂=U-U₁=U-I_大R₁=4.5V-0.5A×5Ω=2V，
R₂接入电路的电阻最小值：R_小=$\frac{{U}_{2}}{{I}_{大}}$=$\frac{2V}{0.5A}$=4Ω；
由图可知，当R₂接入电路中的电阻越大时，电压表示数越大，由题可知，电压表采用0～3V量程，可得，电压表示数U_大=3V，
R₁两端电压：U'=U-U_大=4.5V-3V=1.5V，
R₁电流：I'=$\frac{U'}{{R}_{1}}$=$\frac{1.5V}{5Ω}$=0.3A，
通过R₂电流：I_小=I'=0.3A，
R₂接入电路阻值：R_大=$\frac{{U}_{大}}{{I}_{小}}$=$\frac{3V}{0.3A}$=10Ω
即R₂的阻值范围为4Ω～10Ω；
当电路中电流I_大=0.5A时，R₁消耗的功率最大：
P_大=I_大²R₁=（0.5A）²×5Ω=1.25W．
故答案为：4Ω～10Ω；1.25W．

点评 本题考查了串联电路的特点和欧姆定律应用；关键是确定滑动变阻器的取值范围，需要考虑电流表和电压表的安全使用问题，既不要超过电流表量程，又不烧坏电阻，还不超过电压表量程．