Question

6．在如圖所示的電路中，電阻R₁、R₂的阻值分別為12Ω、24Ω，滑動(dòng)變阻器R₃上標(biāo)有“20Ω”字樣．
（1）當(dāng)開關(guān)S斷開、滑片P移到最下端時(shí)，電壓表示數(shù)為10V，求電源電壓及R₁的電功率；
（2）當(dāng)開關(guān)S閉合、滑片P移到最上端時(shí)，求電流表的示數(shù)以及在1min內(nèi)電路消耗的電能．

Answer 1

分析 （1）當(dāng)開關(guān)S斷開、滑片P移到最下端端時(shí)，滑動(dòng)變阻器R₃與電阻R₁串聯(lián)，電壓表測(cè)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，電流表測(cè)電路中的電流，根據(jù)歐姆定律可知電路中電流，再根據(jù)歐姆定律求出R₁兩端的電壓，利用串聯(lián)電路的特點(diǎn)即可求出電源電壓，利用P=UI即可求出R₁的電功率；
（2）當(dāng)開關(guān)S閉合、滑片P移到最上端時(shí)，R₁與R₂并聯(lián)，根據(jù)并聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)和歐姆定律求出總電流，利用W=UIt求出消耗的電能．

解答 解：（1）當(dāng)開關(guān)S斷開、滑片P移到最下端端時(shí)，滑動(dòng)變阻器R₃與電阻R₁串聯(lián)，電壓表測(cè)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，電流表測(cè)電路中的電流，
由I=$\frac{U}{R}$可得：
電路中的電流為I=$\frac{{U}_{3}}{{R}_{3}}$=$\frac{10V}{20Ω}$=0.5A；
則R₁兩端的電壓U₁=IR₁=0.5A×12Ω=6V，
則電源電壓U=U₁+U₃=10V+6V=16V；
R₁的電功率P₁=U₁I=6V×0.5A=3W；
（2）當(dāng)開關(guān)S閉合、滑片P移到最上端時(shí)，R₁與R₂并聯(lián)，
由于并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，
則通過R₁的電流I₁=$\frac{U}{{R}_{1}}$=$\frac{16V}{12Ω}$=$\frac{4}{3}$A，
R₂的電流I₂=$\frac{U}{{R}_{2}}$=$\frac{16V}{24Ω}$=$\frac{2}{3}$A，
電流表的示數(shù)為I=I₁+I₂=$\frac{4}{3}$A+$\frac{2}{3}$A=2A；
1min內(nèi)電路消耗的電能W=UIt=16V×2A×60s=1920J．
答：（1）當(dāng)開關(guān)S斷開、滑片P移到最下端時(shí)，電源電壓為16V，R₁的電功率為3W；
（2）當(dāng)開關(guān)S閉合、滑片P移到最上端時(shí)，電流表的示數(shù)為2A；在1min內(nèi)電路消耗的電能為1920J．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了電路的動(dòng)態(tài)分析，涉及到歐姆定律、電功率公式、串聯(lián)和并聯(lián)特點(diǎn)的應(yīng)用，關(guān)鍵是開關(guān)閉合、斷開時(shí)電路串并聯(lián)的辨別．