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    5．在如图a所示的电路中，电源电压保持不变，定值电阻R1的阻值为20Ω，闭合开关后，通过R2的电路为0.3A，干路中的电流为0.9A．求：

    （1）电源电压U；
    （2）定值电阻R1消耗的电功率P1；
    （3）现有标有“50Ω 2A”和“100Ω 2A”字样的滑动变阻器可供选择，有表盘如图b所示的电流表可接入干路．选择变阻器替换其中的一个电阻，并将电流表串联在电路中，闭合开关S，移动变阻器的滑片P，使总功率的变化范围为9.6W～31.2W．请通过计算说明选择变阻器100Ω 2A替换R2（选填“R1”或“R2”），并求出滑动变阻器的阻值范围．

    分析 （1）由图两电阻并联，根据并联电路电压特点和欧姆定律计算电源电压；
    （2）根据并联电路电流特点可得R1的电流，由P=UI计算R1消耗的电功率；
    （3）由滑动变阻器的铭牌可知允许通过变阻器的最大电流，根据并联电路的电流特点求出通过滑动变阻器的电流最大时通过定值电阻的电流，然后与通过两定值电阻的电流相比较确定滑动变阻器替换的电阻，根据并联电路的电压特点和欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的最小阻值；根据并联电路的电流特点求出电流表的示数最小时通过变阻器的电流，根据并联电路的电压特点和欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的最大阻值，据此解题．

    解答 解：（1）由图电阻R1、R2并联，
    通过R1的电流I1=I-I2=0.9A-0.3A=0.6A，
    电源电压：U=U1=I1R1=0.6A×20Ω=12V；
    （2）定值电阻R1消耗的电功率P1=U1I1=12V×0.6A=7.2W；
    （3）由题可知，电路总功率的变化范围为9.6W～31.2W，电源电压不变，
    由P=UI可得I=$\frac{P}{U}$，电路电流的变化范围为：$\frac{9.6W}{12V}$～$\frac{31.2W}{12V}$即0.8A～2.6A，
    由滑动变阻器的铭牌可知，允许通过变阻器的最大电流均为I滑=2A，
    当电流表的最大示数I大=2.6A时，通过定值电阻的电流：
    I定=I大-I滑=2.6A-2A=0.6A，
    因通过R2电流为0.3A，通过R1电流为0.6A，
    所以，变阻器替换R2，
    滑动变阻器接入电路中的最小阻值：
    R滑=$\frac{U}{{I}_{滑}}$=$\frac{12V}{2A}$=6Ω，
    当电流表的最小示数I小=0.8A，通过滑动变阻器的最小电流：
    I滑′=I小-I2=0.8A-0.6A=0.2A，
    滑动变阻器接入电路中的最大阻值：
    R滑′=$\frac{U}{{I}_{滑}'}$=$\frac{12V}{0.2A}$=60Ω＞50Ω，
    所以，变阻器的规格为“100Ω  2A”，滑动变阻器的阻值范围为6Ω～60Ω．
    答：（1）电源电压为12V；
    （2）定值电阻R1消耗的电功率为7.2W；
    （3）“100Ω 2A”；R2；滑动变阻器的阻值范围为6Ω～60Ω．

    点评 本题考查了并联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，会根据通过滑动变阻器的电流最大时通过电阻的电流确定变阻器替换的定值电阻和根据滑动变阻器接入电路中的最大阻值确定变阻器的规格是关键．

    练习册系列答案
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    山间形成白雾    		D．
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