如图所示电路,电源电压为8V,电阻为10Ω,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V,滑动变阻器标有“20Ω??1A”字样.闭合开关S后,当变阻器滑片从右向左移动时,电流表的示数________(填“增大”、“不变”或“减小”),电压表的示数________(填“增大”、“不变”或“减小”),若要求两电表的示数均不超过各自的量程,则滑动变阻器消耗的功率变化范围是________W.
网友回答
增大 减小 1.2~1.5
解析分析:(1)由电路图可知,电阻R与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流;根据滑片的移动可知接入电路电阻的变化,根据欧姆定律可知电流表示数的变化和电阻R两端的电压变化,根据串联电路的电压特点可知电压表示数的变化.
(2)根据电流表量程可知电路中的最大电流,由欧姆定律可知,此时电路中电阻最小,可求出滑动变阻器的最小阻值;根据电压表量程可知道滑动变阻器两端的最大电压,由串联分压原理可知,滑动变阻器阻值越大,其两端的电压越高,所以可求出滑动变阻器的最大阻值;根据电阻的串联和欧姆定律表示出电路中的电流,根据P=I2R表示出滑动变阻器消耗的电功率,利用数学知识得出滑动变阻器的最大电功率,进一步得出滑动变阻器此时消耗电功率的变化范围.
解答:(1)由电路图可知,电阻R与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流;
当变阻器滑片从右向左移动时,接入电路的电阻变小,电路的总电阻变小;
根据I=可知,电路中的电流变大,即电流表的示数增大;
根据U=IR可知,电阻R两端的电压变大,
根据串联电路总电压等于各分电压之和可知,滑动变阻器两端的电压变小,即电压表的示数减小.
(2)因为当滑动变阻器能够接入电路的有效电阻减小时,电流表示数在增大,电压表示数减小;
所以这时由电流表量程为0~0.6A可知,电路中的最大电流为0.6A,
此时,电路中的总电阻为:
R总===Ω,
所以滑动变阻器的最小阻值为:
R小=R总-R=Ω-10Ω=Ω.
当滑动变阻器能够接入电路的有效电阻增大时,电流表示数在减小,电压表示数增大.
由电压表量程为0~3V可知,当电压表示数为3V时,滑动变阻器阻值最大,
因为R与滑动变阻器串联,则
=,解得:R大=6Ω.
所以R的阻值变化范围是Ω~6Ω.
当滑动变阻器接入电路的电阻为R1时,
电路中的电流:
I′==,
滑动变阻器消耗的电功率:
P滑=(I′)2R1=()2×R1=,
当R1=,即R1=10Ω时,滑动变阻器消耗的电功率最大,
故滑动变阻器接入电路的电阻为Ω最小,6Ω时最大,
P滑min=W=1.2W,
P滑max=W=1.5W.
滑动变阻器消耗的功率变化范围?1.2~1.5.
故