Question

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？

Answer 1

解：（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：R_AB===20Ω，
Rx两端的电压：Ux=U-U_AB=6V-4V=2V，
Rx的阻值：Rx===10Ω．
（2）当滑动变阻器的滑片移动到中点时，R_AP=R_AB=10Ω，
电路的总电阻：R_总=Rx+R_AP=10Ω+10Ω=20Ω，
电路中的电流：I′===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″===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．
分析：（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．
点评：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．