Question

如圖所示，電源電壓保持不變，電阻R₂的阻值為20Ω，將滑動變阻器R₁的滑片P移至b端，閉合開關(guān)S后，這時電壓表、電流表的示數(shù)分別為64伏，0.4安，則1分鐘電阻R₂上產(chǎn)生的熱量是________  J；當移動滑片后電流表的示數(shù)如圖所示，則這時滑動變阻器R₁接入電路的阻值為________Ω．

Answer 1

192    205
分析：（1）當滑片移動到b端時，該電路串聯(lián)，即此時滑動變阻器全部接入電路，電壓表測得是滑動變阻器的電壓，電流表測的是總電流，即也就是這兩個電阻的電流（串聯(lián)電流處處相等），故知道R₂的阻值和此時的電流，即利用公式Q=I²Rt可計算出1min在R₂上產(chǎn)生的熱量；
（2）通過（1）中R₂的阻值和電流，能據(jù)歐姆定律計算出R₂的電壓，據(jù)串聯(lián)電路中電壓的特點能計算出此時的電源電壓；向左移動滑片，電流表的示數(shù)會變大，故電流表選的是0～3A的量程，故電流表的示數(shù)是1.6A，即總電流是1.6A，故據(jù)歐姆定律可計算出此時電路中的總電阻，而后用總電阻減去R₂的阻值，即為滑動變阻器接入電路的電阻．
解答：閉合開關(guān)S后，這時電流表的示數(shù)分別為0.4A，即通過R₂的電流是0.4A，且R₂的阻值為20Ω，故據(jù)公式：
Q=I²Rt=（0.4A）²×20Ω×60s=192J；
此時R₂的電流是0.4A，其電阻是20Ω，故據(jù)公式U₂=IR=0.4A×20Ω=8V，故電源電壓是U=8V+64V=72V；
故當調(diào)節(jié)滑片位置后，此時電流表的示數(shù)是1.6A，故據(jù)公式I=得：R_總===45Ω；
故變阻器接入電路的有效阻值是R=45Ω-20Ω=25Ω．
故答案為：192；25．
點評：本題考查了利用串聯(lián)電路中電流、電壓和電阻的特點，并結(jié)合歐姆定律和焦耳定律進行了相關(guān)的計算，難度較大，同學(xué)們應(yīng)細心處理．