Question

【題目】如圖所示的電路中，電源電壓恒為6V，電阻R1的阻值為2Ω，滑動變阻器R2上標有“10Ω 3A”的字樣，小燈泡L上標有“6V 3W”的字樣，電流表的量程為0﹣3A。
①當開關S1、S2、S都閉合時，電流表的示數為2A，求R2消耗的電功率；
②當開關S1、S2都斷開，S閉合時，為了確保測量準確，要求電流表示數不大于其量程的 ，求滑動變阻器R2接入電路的最小阻值．

Answer 1

【答案】解：①當開關S1、S2、S都閉合時，L與R2并聯，電流表測干路電路，
因并聯電路中各支路兩端的電壓相等，且額定電壓下燈泡正常發光，
所以，由P=UI可得，通過燈泡的電流：IL= 0.5A，
因并聯電路中干路電流等于各支路電流之和，
所以，通過R2的電流：I2=I﹣IL=2A﹣0.5A=1.5A，
R2消耗的電功率：P2=UI2=6V×1.5A=9W；
②當開關S1、S2都斷開，S閉合時，R1與R2串聯，電流表測電路中的電流，
因電流表示數不大于其量程的 ，
所以，電路中的最大電流I大= ×3A=2A，
此時電路中的總電阻：
R總= = =3Ω，
因串聯電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，滑動變阻器R2接入電路的最小阻值：R2=R總﹣R1=3Ω﹣2Ω=1。
答：①當開關S1、S2、S都閉合時，R2消耗的電功率為9W；②當開關S1、S2都斷開，S閉合時，為了確保測量準確，滑動變阻器R2接入電路的最小阻值為1Ω。
【解析】①當開關S1、S2、S都閉合時，L與R2并聯，電流表測干路電路，額定電壓下燈泡正常發光，根據P=UI求出通過燈泡的電流，根據并聯電路的電流特點求出通過R2的電流，根據P=UI求出R2消耗的電功率；②當開關S1、S2都斷開，S閉合時，R1與R2串聯，電流表測電路中的電流，根據題意得出電路中的最大電流，此時滑動變阻器接入電路中的電阻最小，根據歐姆定律求出電路中的總電阻，利用電阻的串聯求出滑動變阻器R2接入電路的最小阻值。本題考查了串并聯電路的特點和歐姆定律、電功率公式的應用，分清電路的連接方式和確定最后一問中的最大電流是關鍵。
【考點精析】關于本題考查的歐姆定律及其應用和電功率的計算公式，需要了解歐姆定律的應用： ① 同一個電阻，阻值不變，與電流和電壓無關 但加在這個電阻兩端的電壓增大時，通過的電流也增大．（R=U/I） ② 當電壓不變時，電阻越大，則通過的電流就越小．（I=U/R） ③ 當電流一定時，電阻越大，則電阻兩端的電壓就越大．（U=IR）；計算電功率公式：P =W/t ；P=UI ; 式中單位P→瓦(w)；W→焦；t→秒；U→伏（V）；I→安（A）計算電功率還可用公式：P=I2R和P= U2/R才能得出正確答案．