Question

在如图所示的电路中，闭合开关S，电压表V的示数恒为6V，电流表的示数为0.5A，电压表V₂的当数为4V．当把滑动变阻器的滑片移至最右端是地，电流表的示数为0.3A．求：
（1）R₁的阻值．
（2）滑动变阻器的最大阻值．
（3）电路消耗的最小总功率．
（4）当滑动变阻器的滑片移至最左端时，R₁在5min内消耗的电能．

Answer 1

分析：（1）闭合开关S，两电阻串联，电压表V测的是外电压，电压表V₂测的是R₂两端的电压，从而可知R₁两端的电压，根据欧姆定律，求出R₁的阻值．
（2）电压表V的示数恒为6V，当把滑动变阻器的滑片移至最右端时，根据电流表的读数，求出总电阻，从而求出滑动变阻器的最大阻值．
（3）外电压恒定，当外电阻最大时，电路消耗的总功率最小．
（4）根据W1=

U2

R1

t，求电阻R₁上消耗的电能．

解答：解：（1）电阻R₁两端的电压U₁=U-U₂=2V
        R₁=

U1

I1

=

2

0.5

Ω=4Ω
    （2）当滑动变阻器阻值最大时，电流为0.3A
        Rmax=

U

I2

-R1=

6

0.3

-4=16Ω
     （3）当滑动变阻器阻值最大时，电路消耗的功率最小．
         Pmin=

U2

Rmax+R1

=

36

20

W=1.8W
     （4）当滑动变阻器的滑片移至最左端时，滑动变阻器的电阻为0
      W1=

U2

R1

t=

36

4

×300J=2700J．

点评：解决本题的关键能熟练运用闭合电路欧姆定律，以及掌握功率、电能的公式．