Question

6．如圖所示的電路中，電源電壓和燈泡的電阻不變，滑動(dòng)變阻器的最大阻值為60Ω，閉合開(kāi)關(guān)S后，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片滑至中點(diǎn)時(shí)，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(dòng)變阻器接入電路阻值最大時(shí)，求整個(gè)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(dòng)變阻器并聯(lián)，電流表A₁測(cè)滑動(dòng)變阻器支路的電流，電流表A₂測(cè)干路電流．
（1）當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片滑至中點(diǎn)時(shí)，根據(jù)并聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)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(diǎn)求出通過(guò)L支路的電流，根據(jù)并聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)和歐姆定律求出滑動(dòng)變阻器接入電路中電阻最大時(shí)的電流，根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)求出干路電流，利用W=UIt求出整個(gè)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(dòng)變阻器并聯(lián)，電流表A₁測(cè)滑動(dòng)變阻器支路的電流，電流表A₂測(cè)干路電流．
（1）當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片滑至中點(diǎn)時(shí)，
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(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片滑至中點(diǎn)時(shí)，
因并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和，
所以，通過(guò)L支路的電流：
I_L=I-I_R=0.9A-0.3A=0.6A，
滑動(dòng)變阻器接入電路阻值最大時(shí)，
因并聯(lián)電路中各支路獨(dú)立工作、互不影響，
所以，通過(guò)L的電流不變，
通過(guò)滑動(dòng)變阻器的電流：
I_R′=$\frac{U}{R}$=$\frac{9V}{60Ω}$=0.15A，
此時(shí)的干路電流：
I′=I_L+I_R′=0.6A+0.15A=0.75A，
整個(gè)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(dòng)變阻器接入電路阻值最大時(shí)，整個(gè)電路正常工作100s所消耗的電能為675J．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了并聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律、電功公式的應(yīng)用，是一道較為簡(jiǎn)單的應(yīng)用題．