试题

题目:
青果学院如图所示,电压U恒定为8V,R1=12Ω.滑动变阻器R3的滑片P从一端滑到另一端的过程中,电压表的示数从3V变到6V.试求:
(1)R2的阻值为多少Ω?
(2)滑动变阻器的最大阻值是多少Ω?
(3)滑片P滑到电阻值最大时R2的电功率为多少W?
答案
解:(1)当滑片在最左端时,R1与R2串联,电压表测量电阻R1两端的电压,
∵此时电路中的总电阻最小,
∴根据欧姆定律可知,电路中电流最大,R1两端的电压最大即U1=6V,
∵串联电路中总电压等于各分电压之和,
∴R2两端的电压U2=U-U1=8V-6V=2V,
∵串联电路中各处的电流相等,
∴根据欧姆定律可得:
U1
R1
=
U2
R2
,即
6V
12Ω
=
2V
R2

解得:R2=4Ω;
(2)当滑片在最右端时,R1与R2与滑动变阻器R3串联,电压表示数U1=3V,
此时电路中的电流I=
U′1
R1
=
3V
12Ω
=0.25A,
电路中的总电阻R=
U
I
=
8V
0.25A
=32Ω,
∵串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
∴滑动变阻器的最大阻值R3=R-R1-R2=32Ω-12Ω-4Ω=16Ω;
(3)滑片P滑到电阻值最大时R2的电功率:
P2=I2R2=(0.25A)2×4Ω=0.25W.
答:(1)R2的阻值为4Ω;
(2)滑动变阻器的最大阻值是16Ω;
(3)滑片P滑到电阻值最大时R2的电功率为0.25W.
解:(1)当滑片在最左端时,R1与R2串联,电压表测量电阻R1两端的电压,
∵此时电路中的总电阻最小,
∴根据欧姆定律可知,电路中电流最大,R1两端的电压最大即U1=6V,
∵串联电路中总电压等于各分电压之和,
∴R2两端的电压U2=U-U1=8V-6V=2V,
∵串联电路中各处的电流相等,
∴根据欧姆定律可得:
U1
R1
=
U2
R2
,即
6V
12Ω
=
2V
R2

解得:R2=4Ω;
(2)当滑片在最右端时,R1与R2与滑动变阻器R3串联,电压表示数U1=3V,
此时电路中的电流I=
U′1
R1
=
3V
12Ω
=0.25A,
电路中的总电阻R=
U
I
=
8V
0.25A
=32Ω,
∵串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
∴滑动变阻器的最大阻值R3=R-R1-R2=32Ω-12Ω-4Ω=16Ω;
(3)滑片P滑到电阻值最大时R2的电功率:
P2=I2R2=(0.25A)2×4Ω=0.25W.
答:(1)R2的阻值为4Ω;
(2)滑动变阻器的最大阻值是16Ω;
(3)滑片P滑到电阻值最大时R2的电功率为0.25W.
考点梳理
欧姆定律的应用;串联电路的电流规律;串联电路的电压规律;电阻的串联;电功率的计算.
(1)当滑片在最左端时,R1与R2串联,电压表测量电阻R1两端的电压,根据串联电路电压的规律求出电阻R2两端的电压,根据欧姆定律分别表示出电路中的电流,利用串联电路的电流特点建立等式即可求出R2的阻值;
(2)当滑片在最右端时,R1与R2与滑动变阻器R3串联,电压表测量电阻R1两端的电压,已知电压表的示数可求电路电流,根据欧姆定律求出电路中的总电阻,再根据电阻的串联求出滑动变阻器的最大阻值;
(3)根据P=I2R求出滑片P滑到电阻值最大时R2的电功率.
本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率的计算,关键是滑动变阻器处于不同位置时电压表示数的判断.
计算题;电路和欧姆定律;电能和电功率;电路变化分析综合题.
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