《2025年解码初三物理》

例1 难度系数：
如图（a）所示，电源电压为16 V且保持不变，电阻$ R_1 $的阻值为10 Ω，滑动变阻器$ R_2 $上标有“30 Ω，2 A”字样，所用电压表的表盘如图（b）所示。闭合开关S后，电路中的电流为0.4 A。求：
（1）电压表$ V_1 $的示数$ U_1 $。
（2）通电10 s，电流通过电阻$ R_1 $所做的功$ W_1 $。
（3）在各电路元件均安全工作的条件下，移动变阻器的滑片，使电路中通过的电流的变化量为最大时，$ R_1 $消耗的实际电功率的最大变化量$ \Delta P_1 $最大。

答案： （1）$ U_1=IR_1=0.4A×10Ω=4V $
（2）$ W_1=U_1It=4V×0.4A×10s=16J $
（3）电流最大$ I_{max}=2A $（$ R_2 $允许最大电流），最小$ I_{min}=\frac{U}{R_1+R_{2max}}=\frac{16V}{10Ω+30Ω}=0.4A $
$ P_{1max}=I_{max}^2R_1=(2A)^2×10Ω=40W $，$ P_{1min}=I_{min}^2R_1=(0.4A)^2×10Ω=1.6W $
$ \Delta P_1=P_{1max}-P_{1min}=40W-1.6W=38.4W $