Question

現(xiàn)有一阻值不變的純電阻電路元件R₀，標(biāo)有“6V 1.8W”字樣．由于電路元件R₀的實(shí)際電阻值與其標(biāo)準(zhǔn)值之間可能存在差異，所以導(dǎo)致所標(biāo)的額定功率值有可能不準(zhǔn)．如果電路元件實(shí)際電阻值與其標(biāo)準(zhǔn)值之間的差異超過(guò)1.5Ω，則該電路元件不能使用．檢測(cè)人員為檢測(cè)該電路元件是否合乎標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)了如圖所示的檢測(cè)電路．已知電路中電流表的量程為0～0.6A，電壓表的量程為0～3V，滑動(dòng)變阻器標(biāo)有“20Ω 1A”的字樣．
（1）請(qǐng)根據(jù)電路元件上所標(biāo)的額定電壓和額定功率，算出電路元件的標(biāo)準(zhǔn)電阻值．
（2）若電路元件的額定功率剛好是1.8W，則電路中允許通過(guò)的最大電流是多大？電源電壓不能超過(guò)多少伏？
（3）某次元件檢測(cè)時(shí)，檢測(cè)人員閉合開(kāi)關(guān)S，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片．當(dāng)電流表的示數(shù)為0.22A時(shí)，電壓表的示數(shù)為2.42V．當(dāng)電流表的示數(shù)為0.25A時(shí)，電壓表的示數(shù)為1.85V．請(qǐng)通過(guò)計(jì)算判斷所檢測(cè)的電路元件是否可以使用？實(shí)際檢測(cè)時(shí)，滑動(dòng)變阻器的滑片能否滑至最左端？說(shuō)出理由．

Answer 1

解：由電路元件名牌可知，其額定電壓是6V，額定功率是1.8W；
（1）∵P=，
∴元件電阻：
R===20Ω；
（2）∵P=UI，
∴電路元件的額定電流：
I===0.3A，
電路最大電流不能超過(guò)0.3A；
當(dāng)電路電流為最大電流0.3A，電壓表示數(shù)等于其量程時(shí)，電源電壓最大，
電源最大電壓：U_電源=U+U_V=6V+3V=9V；
（3）∵I=，U_電源=U_V+IR_元件，
∴電流表的示數(shù)為0.22A時(shí)，電壓表的示數(shù)為2.42V時(shí)，
U_電源=2.42V+0.22A×R_元件 ①
當(dāng)電流表的示數(shù)為0.25A時(shí)，電壓表的示數(shù)為1.85V時(shí)，
U_電源=1.85V+0.25A×R_元件 ②
由①②解得：R_元件=19Ω，
∵20Ω-19Ω=1Ω＜1.5Ω，
∴該電路元件可以使用．
滑片P在最左端時(shí)，電路元件電壓等于電源電壓，
電源電壓為9V大于電路元件額定電壓6V，因此滑片不能在最左端，否則會(huì)損壞元件．
答：（1）電路元件的標(biāo)準(zhǔn)電阻值是20Ω．
（2）電路中允許通過(guò)的最大電流是0.3A；電源電壓不能超過(guò)9V．
（3）所檢測(cè)的電路元件可以使用；實(shí)際檢測(cè)時(shí)，滑動(dòng)變阻器的滑片不能滑至最左端，如果滑至最左端，將會(huì)損壞電路元件．
分析：（1）已知額定電壓與額定功率，由電功率公式的變形公式可以求出其電阻阻值．
（2）已知額定功率與額定電壓，由P=UI的變形公式可以求出其額定電流，電路最大電流不能超過(guò)其額定電流；由串聯(lián)電路特點(diǎn)及歐姆定律可以求出電源最大電壓．
（3）由串聯(lián)電路特點(diǎn)與歐姆定律列方程，可以求元件的實(shí)際電阻阻值；由電路圖可知，滑片在最左端時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為零，只有元件接入電路，根據(jù)元件額定電壓與電源電壓的關(guān)系分析答題．
點(diǎn)評(píng)：本題難度不是很大，分析清楚電路結(jié)構(gòu)、應(yīng)用電功率變形公式、串聯(lián)電路特點(diǎn)、歐姆定律即可正確解題．