【題目】如圖甲所示的電路中,電源電壓保持不變。閉合開關(guān),將變阻器滑片從一端移動(dòng)到另一端的過程中,兩只電壓表與電流表示數(shù)的變化關(guān)系圖線如圖乙所示,則電源電壓為_____V,滑片移至最左端時(shí)10s內(nèi)電流通過R1產(chǎn)生的熱量為_____J。

【答案】15 6

【解析】

由電路圖可知,電阻R1、電阻R2、滑動(dòng)變阻器串聯(lián)在電路中,電壓表V1測(cè)量R2兩端的電壓,電壓表V2測(cè)量R2和變阻器兩端的總電壓,電流表測(cè)量電路中的電流。

1)當(dāng)滑片P向右移動(dòng)時(shí),滑動(dòng)變阻器連入的電阻變小,從而使電路中的總電阻變小,根據(jù)歐姆定律可知,電路中的電流變大,R1R2兩端的電壓變大,由串聯(lián)電路電壓的特點(diǎn)可知,R2和變阻器兩端的總電壓變小,由此可知圖象中上半部分為電壓表V2示數(shù)變化圖線,下半部分為電壓表V1示數(shù)變化圖線;

2)由圖象可知,當(dāng)滑片P移至最右端,滑動(dòng)變阻器連入電阻為0,此時(shí)電路中的總電阻最小,電路中的電流最大為0.6A,此時(shí)兩電壓表的示數(shù)都為6V,根據(jù)串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律表示出電源的電壓;當(dāng)電壓表V2的示數(shù)(R2和變阻器兩端的電壓)為12V時(shí),電壓表V1的示數(shù)(R2兩端的電壓)為2V,電路中的電流為0.2A,根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)和歐姆定律表示出電源的電壓,利用電源的電壓不變得出等式即可求出R1的阻值和電源的電壓,根據(jù)QI2Rt求出滑片移至最左端時(shí)10s內(nèi)電流通過R1產(chǎn)生的熱量。

由電路圖可知,電阻R1、電阻R2、滑動(dòng)變阻器串聯(lián)在電路中,電壓表V1測(cè)量R2兩端的電壓,電壓表V2測(cè)量R2和變阻器兩端的總電壓,電流表測(cè)量電路中的電流。

(1)當(dāng)滑片P向右移動(dòng)時(shí),滑動(dòng)變阻器連入的電阻變小,電路中的總電阻變小,

可知,電路中的電流變大,

由U=IR可知,R1和R2兩端的電壓變大,因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和,所以,電壓表V2的示數(shù)變小,結(jié)合圖乙可知,圖象中上半部分為電壓表V2示數(shù)變化圖線,下半部分為電壓表V1示數(shù)變化圖線;

(2)當(dāng)滑片P移至最右端時(shí),兩電壓表均測(cè)R2兩端的電壓,電路中的電流最大為I=0.6A,UV1=6V,

因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和,

所以,電源的電壓:U=UV1+U1=6V+0.6A×R1﹣﹣﹣①

當(dāng)滑片位于左端時(shí),電壓表V2的示數(shù)(R2和變阻器兩端的電壓)UV2=12V時(shí),電路中的電流I′=0.2A,則電源的電壓:U=UV2+U1′=12V+0.2A×R1﹣﹣﹣②

因電源的電壓不變,所以,由①②可得:R1=15Ω,U=15V,

滑片移至最左端時(shí)10s內(nèi)電流通過R1產(chǎn)生的熱量:

Q1=(I′)2R1t=(0.2A)2×15Ω×10s=6J。

練習(xí)冊(cè)系列答案
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