Question

一根粗細(xì)均勻的電阻絲總電阻為24Ω，現(xiàn)將它圍成一個(gè)半徑為r的圓環(huán)，并將它放在兩根平行放置并相距為r的裸銅線上，兩裸銅線的一端分別與電壓為3V的電源、電流表和開(kāi)關(guān)相串聯(lián)，如圖所示．裸銅線的電阻不計(jì)，并始終保持平行，且相距為r，當(dāng)圓環(huán)在裸銅導(dǎo)線上上下滑行時(shí)（接觸良好）：
（1）電流表的示數(shù)變化范圍為

 

（2）在移動(dòng)過(guò)程中，電路中的最大電阻為

 

（3）在移動(dòng)過(guò)程中，電路中消耗的最大功率為

 

．

Answer 1

分析：圓環(huán)被分成兩段導(dǎo)線并聯(lián)接入電路，由并聯(lián)電路特點(diǎn)求出接入電路的阻值變化范圍，然后由歐姆定律求出電流變化范圍；然后由電功率的公式求出最大功率．

解答：解：并聯(lián)接入電路的導(dǎo)線長(zhǎng)度越大，接入的電阻越大，
當(dāng)圓環(huán)一半接入電路時(shí)，接入電路的阻值最大，此時(shí)接入電路的一段電阻阻值R₁=

1

4

×24Ω=6Ω，
接入電路的并聯(lián)電阻R_1并=

R1

2

=

6Ω

2

=3Ω，此時(shí)電路電流I₁=

U

R1并

=

3V

3Ω

=1A；
當(dāng)圓環(huán)跨在導(dǎo)線正中央時(shí)，接入電路的阻值最小，接入電路的一段導(dǎo)線電阻R₂=

60°

360°

×24Ω=4Ω，
接入電路的并聯(lián)電阻R_2并=

R2

2

=

4Ω

2

=2Ω，此時(shí)電路電流I₂=

U

R2并

=

3V

2Ω

=1.5A；
（1）電流表的示數(shù)變化范圍為1A～1.5A；
（2）接入電路的最大電阻為3Ω；
（3）電路消耗的最大功率P=UI最大=3V×1.5A=4.5W；
故答案為：（1）1A～1.5A；（2）3Ω；（3）4.5W．

點(diǎn)評(píng)：本題的難點(diǎn)是求出接入電路的阻值的變化范圍，熟練應(yīng)用并聯(lián)電路特點(diǎn)及歐姆定律即可正確 解題．