Question

如圖是某電器設(shè)備內(nèi)的一部分電路，電源電壓恒為12V，R₁為定值電阻，R₂為標(biāo)有“100Ω 0.5A”字樣的滑動(dòng)變阻器．R₃為標(biāo)有“3V  0.9W”字樣的定值電阻．
（1）當(dāng)閉合S、S₁、S₂時(shí)，電流表的示數(shù)為0.3A，求R₁的阻值及這種情況下整個(gè)電路可能消耗的最小功率．
（2）當(dāng)閉合S，斷開S₁、S₂時(shí)，為保證整個(gè)電路安全，求滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值范圍．

Answer 1

【答案】分析：（1）當(dāng)閉合S、S₁、S₂時(shí)，R₁、R₂并聯(lián)，根據(jù)歐姆定律求出R₁的阻值，當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻最大時(shí)整個(gè)電路消耗的最小功率，根據(jù)P=UI求出R₁消耗的電功率，根據(jù)P=求出R₂消耗的電功率，進(jìn)一步求出整個(gè)電路可能消耗的最小功率．
（2）根據(jù)I=求出R₃允許通過(guò)的電流，然后結(jié)合滑動(dòng)變阻器允許通過(guò)的最大電流確定串聯(lián)電流的最大電流，根據(jù)歐姆定律求出R₃的阻值，根據(jù)歐姆定律求出電路的最小電阻，根據(jù)電阻的串聯(lián)求出求出滑動(dòng)變阻器接入電路的最小阻值，進(jìn)一步得出滑動(dòng)變阻器接入電路的組織范圍．
解答：解：（1）當(dāng)閉合S、S₁、S₂時(shí)，R₁、R₂并聯(lián)，電流表測(cè)R₁支路的電流，

R₁的阻值：R₁===40Ω，
當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻最大時(shí)整個(gè)電路消耗的最小功率，
R₁消耗的電功率P₁=UI₁=12V×0.3A=3.6W，
R₂消耗的最小為P₂===1.44W，
電路的總功率P=P₁+P₂=3.6W+1.44W=5.04W；
（2）當(dāng)閉合S，斷開S₁、S₂時(shí)，

R₃允許通過(guò)的最大電流I===0.3A，R₂允許通過(guò)的最大電流為0.5A，
所以為保證整個(gè)電路安全，電路中的電流為0.3A，
R₃===10Ω，
電路的最小電阻，R_總===40Ω，
滑動(dòng)變阻器接入的最小阻值相等時(shí)，
R₂=R_總-R₃=40Ω-10Ω=30Ω，
所以滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值范圍30Ω～100Ω．
答：（1）R₁的阻值為40Ω，整個(gè)電路可能消耗的最小功率為5.04W；
（2）當(dāng)閉合S，斷開S₁、S₂時(shí)，為保證整個(gè)電路安全，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值范圍為30Ω～100Ω．
點(diǎn)評(píng)：本題考查了串聯(lián)電路和并聯(lián)電路的特點(diǎn)以及歐姆定律、電功率公式的應(yīng)用，關(guān)鍵是開關(guān)斷開、閉合時(shí)電路串并聯(lián)的辨別和電路允許通過(guò)的最大電流的判斷．