Question

6．如圖所示的電路中，電源電壓和燈泡的電阻不變，滑動變阻器的最大阻值為60Ω，閉合開關S后，當滑動變阻器的滑片滑至中點時，電流表A₁的示數(shù)為0.3A，電流表A₂的示數(shù)為0.9A，燈泡L正常發(fā)光．求：
（1）電源電壓；
（2）滑動變阻器接入電路阻值最大時，求整個電路正常工作100s所消耗的電能．

Answer 1

分析 由電路圖可知，燈泡L與滑動變阻器并聯(lián)，電流表A₁測滑動變阻器支路的電流，電流表A₂測干路電流．
（1）當滑動變阻器的滑片滑至中點時，根據(jù)并聯(lián)電路的電壓特點和歐姆定律求出電源的電壓；
（2）根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點求出通過L支路的電流，根據(jù)并聯(lián)電路的電壓特點和歐姆定律求出滑動變阻器接入電路中電阻最大時的電流，根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點求出干路電流，利用W=UIt求出整個電路正常工作100s所消耗的電能．

解答 解：由電路圖可知，燈泡L與滑動變阻器并聯(lián)，電流表A₁測滑動變阻器支路的電流，電流表A₂測干路電流．
（1）當滑動變阻器的滑片滑至中點時，
因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，
所以，由I=$\frac{U}{R}$可得，電源的電壓：
U=I_R×$\frac{R}{2}$=0.3A×$\frac{60Ω}{2}$=9V；
（2）當滑動變阻器的滑片滑至中點時，
因并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和，
所以，通過L支路的電流：
I_L=I-I_R=0.9A-0.3A=0.6A，
滑動變阻器接入電路阻值最大時，
因并聯(lián)電路中各支路獨立工作、互不影響，
所以，通過L的電流不變，
通過滑動變阻器的電流：
I_R′=$\frac{U}{R}$=$\frac{9V}{60Ω}$=0.15A，
此時的干路電流：
I′=I_L+I_R′=0.6A+0.15A=0.75A，
整個電路正常工作100s所消耗的電能：
W=UI′t=9V×0.75A×100s=675J．
答：（1）電源電壓為9V；
（2）滑動變阻器接入電路阻值最大時，整個電路正常工作100s所消耗的電能為675J．

點評 本題考查了并聯(lián)電路的特點和歐姆定律、電功公式的應用，是一道較為簡單的應用題．