Question

20．如圖所示，已知R₁=10Ω，閉合開(kāi)關(guān)后，當(dāng)滑片置于滑動(dòng)變阻器的中點(diǎn)時(shí)，電流表的示數(shù)為0.15A，當(dāng)滑片置于A點(diǎn)，此時(shí)電流表的示數(shù)為0.3A，求：
（1）電源電壓；
（2）滑動(dòng)變阻器的最大阻值；
（3）將滑片置于B點(diǎn)后通電1min，則在1min內(nèi)R₁產(chǎn)生的電熱是多少？

Answer 1

分析 （1）由圖知，P在A端時(shí)只有R₁連入電路中，由歐姆定律計(jì)算電源電壓；
（2）P在中點(diǎn)時(shí)，R₁和變阻器串聯(lián)，變阻器連入阻值為最大值的一半，由串聯(lián)電路特點(diǎn)和歐姆定律計(jì)算變阻器的最大阻值；
（3）先計(jì)算P在B端時(shí)電路中電流，再由Q=I²Rt計(jì)算1min內(nèi)R₁產(chǎn)生的電熱．

解答 解：
（1）由圖知，P在A端時(shí)只有R₁連入電路中，
由I=$\frac{U}{R}$可得電源電壓：
U=IR₁=0.3A×10Ω=3V；
（2）由圖知，P在B端時(shí)，R₁和變阻器串聯(lián)，變阻器連入阻值最大，
由I=$\frac{U}{R}$可得電路的總電阻：
R_總=$\frac{U}{I′}$=$\frac{3V}{0.15A}$=20Ω，
所以$\frac{1}{2}$R_滑=R_總-R₁=20Ω-10Ω=10Ω，
所以R_滑=20Ω；
（3）P在B端時(shí)變阻器連入阻值最大，電路中電流：
I″=$\frac{U}{{R}_{1}+{R}_{滑}}$=$\frac{3V}{10Ω+20Ω}$=0.1A，
所以1min內(nèi)R₁產(chǎn)生的電熱：
Q=I²R₁t=（0.1A）²×10Ω×60s=6J．
答：（1）電源電壓為3V；
（2）滑動(dòng)變阻器的最大阻值為20Ω；
（3）將滑片置于B點(diǎn)后通電1min，則在1min內(nèi)R₁產(chǎn)生的電熱是6J．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了串聯(lián)電路特點(diǎn)、歐姆定律和焦耳定律公式的應(yīng)用，屬于一道基礎(chǔ)題．