如图所示,电源电压为6V且保持不变.当滑动变阻器的滑片P移动到最右端B时,闭合开关,电流表示数为0.2A,电压表示数为4V.(1)滑动变阻器的最大阻值为多少?Rx的阻值为多少?(2)当滑动变阻器的滑片移动到中点时,电阻Rx消耗的电功率为多少?(3)当滑动变阻器的滑片P移动到最左端A时,将发生什么变化?

问题描述:

如图所示,电源电压为6V且保持不变.当滑动变阻器的滑片P移动到最右端B时,闭合开关,电流表示数为0.2A,电压表示数为4V.

(1)滑动变阻器的最大阻值为多少?Rx的阻值为多少?
(2)当滑动变阻器的滑片移动到中点时,电阻Rx消耗的电功率为多少?
(3)当滑动变阻器的滑片P移动到最左端A时,将发生什么变化?

(1)由图可知,电阻Rx与滑动变阻器是串联,当滑片P移动到最右端时,变阻器的阻值最大
滑动变阻器的最大阻值:RAB=

UAB
I
=
4V
0.2A
=20Ω,
Rx两端的电压:Ux=U-UAB=6V-4V=2V,
Rx的阻值:Rx=
Ux
I
=
2V
0.2A
=10Ω.
(2)当滑动变阻器的滑片移动到中点时,RAP=
1
2
RAB=10Ω,
电路的总电阻:R=Rx+RAP=10Ω+10Ω=20Ω,
电路中的电流:I′=
U
R
=
6V
20Ω
=0.3A,
Rx消耗的功率为Px=I′2×Rx=(0.3A)2×10Ω=0.9W.
(3)当滑片移动到最左端时,变阻器的阻值为零,此时电压表被短路,电路中的电流最大,
则电压表的示数为零,电路中的电流:I″=
U
Rx
=
6V
10Ω
=0.6A.
答:(1)滑动变阻器的最大阻值为20Ω,Rx的阻值为10Ω.
(2)当滑动变阻器的滑片移动到中点时,电阻Rx消耗的电功率为0.9W.
(3)当滑动变阻器的滑片P移动到最左端A时,电压表示数为0,电流表示数为0.6A.
答案解析:(1)由图可知,电阻Rx与滑动变阻器是串联,电压表并联在滑动变阻器两端.当滑片P移动到最右端时,变阻器的阻值最大,并且此时已知电流和变阻器两端的电压.所以我们根据欧姆定律就可以计算出变阻器的最大阻值,然后根据串联电路的电压规律算出Rx两端的电压,从而计算出Rx的阻值.(2)要求电阻Rx消耗的电功率,因为Rx的阻值已知,所以我们根据P=I2R可知,只要知道此时电路中的电流就可以了.由于滑片移动到中点,这样变阻器连入的阻值就是最大值的一半,知道了变阻器的阻值,就可以先算出总电阻,然后用总电压除以总电阻算出电流.(3)当滑片移动到最左端时,变阻器的阻值为零,此时电压表被短路,电路中的电流最大.
考试点:滑动变阻器的使用;串联电路的电流规律;串联电路的电压规律;欧姆定律的应用;电阻的串联;电路的动态分析;电功率的计算.
知识点:解答本题时首先要对电路进行分析,是串联还是并联,电表各测的是哪部分.然后根据电路的电流规律、电压规律、电阻规律,结合欧姆定律公式,电功率公式进行计算.本题是常见题型,难易适中,是一道好题.