题目

在如图电路中,R1=40Ω,滑动变阻器R2的最大阻值为60Ω,电流表的量程为0～0.6A,电压表的量程为0～15V.

提问时间：2020-07-29

答案

（1）只闭合开关S1,电路中只有R1工作,则电源电压U=IR1=0.2安×40欧=8伏.
（2）只闭合开关S2,R1与灯L串联接入电路,电压表测量灯L两端的电压,即U灯=3.8伏,
I'=U1/R1=（U－U灯）/R1=（8－3.8）伏/40欧=0.105安,
∴电阻丝R1在120秒内产生的热量Q1=I'²R1t=（0.105安）²×40欧×120秒=52.92焦.
（3）开关S1、S2、S3都闭合,R1与滑动变阻器R2并联接入电路,灯L被短路,电压表测量一段导线的电压,因此示数一直为0.因为并联,所以并联电路两端的电压等于电源电压,即U=8伏不变.
因为R1=40欧不变,所以通过R1所在支路的电流I1=U/R1=8伏/40欧=0.2安保持不变.
电流表的量程为0～0.6A意味着干路中的最大电流I大=0.6安,此时电路中消耗的电功率也达到最大P大=UI大=8伏×0.6安=4.8瓦,滑动变阻器接入电路中的电阻最小,R2'=U/I2=8伏÷（0.6－0.2）安=20欧.
当滑动变阻器阻值达到最大值60欧时,此时干路中的电流最小I小=I1＋I2'=0.2安＋8伏/60欧≈0.333安,电路中消耗的电功率也达到最小P小=UI小=8伏×0.333安≈2.667瓦
答：电路中消耗的电功率的变化范围为2.667瓦～4.8瓦.