Question

如圖所示電路，電源電壓保持不變，閉合開(kāi)關(guān)S，當(dāng)變阻器滑片P在中點(diǎn)a處時(shí)，電壓表的讀數(shù)為3V，電流表的讀數(shù)為0.6A；當(dāng)滑片P在b端時(shí)，電壓表的讀數(shù)為5V，電流表的讀數(shù)為0.5A．請(qǐng)根據(jù)測(cè)得的數(shù)據(jù)計(jì)算出與電路有關(guān)的6個(gè)物理量．

Answer 1

分析：（1）滑片在中點(diǎn)時(shí)，根據(jù)電壓表與電流表示數(shù)，由歐姆定律可以求出滑動(dòng)變阻器的最大阻值；
（2）由電功率公式P=UI可以求出滑片在a點(diǎn)時(shí)滑動(dòng)變阻器消耗的功率；
（3）由串聯(lián)電路特點(diǎn)及歐姆定律列方程，可以求出電源電壓與電阻R₁的阻值；
（4）由電功率公式P=UI可求出滑片在b點(diǎn)時(shí)滑動(dòng)變阻器的電功率；
（5）已知電源電壓與電路電流，由P=UI可以求出滑片在b點(diǎn)時(shí)電路的總功率．

解答：解：（1）當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片P在中點(diǎn)a處時(shí)，
∵I=

U

R

，
∴滑動(dòng)變阻器的阻值

R滑最大

2

=

U

I

=

3V

0.6A

=5Ω，
滑動(dòng)變阻器的最大阻值R_滑最大=2×5Ω=10Ω；
（2）滑片在a點(diǎn)時(shí)，滑動(dòng)變阻器消耗的功率：
P_滑=UI=3V×0.6A=1.8W；
（3）∵I=

U

R

，電源電壓U不變，
∴U=I（

1

2

R_滑最大+R₁），即U=0.6A（5Ω+R₁）  ①
U=I′（R_滑最大+R₁），即U=0.5A（10Ω+R₁）    ②
由①②解得：U=15V，R₁=20Ω；
（4）滑片在b端時(shí)，滑動(dòng)變阻器消耗的功率P′=U′I′=5V×0.5A=2.5W
（5）滑片在b端時(shí)，電路消耗的總功率P_總=UI′=0.5A×15V=7.5W；
答：（1）滑動(dòng)變阻器最大阻值是10Ω，
（2）電源電壓是15V；電阻R₁阻值是20Ω；
（3）滑片在a點(diǎn)時(shí)，滑動(dòng)變阻器功率是1.8W；
（4）滑片在b點(diǎn)時(shí)滑動(dòng)變阻器功率是2.5W，
（5）滑片在b點(diǎn)時(shí)電路總功率是7.5W．

點(diǎn)評(píng)：本題是一道開(kāi)放題，答案不唯一；由串聯(lián)電路特點(diǎn)與歐姆定律、電功率公式即可正確解題．