Question

【題目】如圖所示電源電壓保持不變，R1與R2都是定值電阻，R為滑動(dòng)變阻器，當(dāng)S1閉合、S2接a、滑動(dòng)變阻器滑片置于最左端時(shí)，電壓表示數(shù)為6V，電流表示數(shù)為0.3A；當(dāng)S1閉合、S2接b、滑動(dòng)變阻器滑片置于中點(diǎn)時(shí)，電壓表示數(shù)減小了4V；電流表示數(shù)增加了0.1A；則R2的阻值是_____Ω，再將滑動(dòng)變阻器滑片置于最右端，通電1min時(shí)，電路消耗的電能為_____J。

Answer 1

【答案】5 432

【解析】

[1]由圖知，當(dāng)S1閉合、S2接a、滑動(dòng)變阻器滑片置于最左端時(shí)，R1、R2和變阻器的最大阻值R串聯(lián)，電壓表測(cè)量R1與R2兩端的總電壓，電流表測(cè)量電路中的電流，此時(shí)電壓表示數(shù)為6V，電流表示數(shù)為0.3A；

當(dāng)S1閉合、S2接b、滑動(dòng)變阻器滑片置于中點(diǎn)時(shí)，R1、R2和變阻器的一半阻值R串聯(lián)，電壓表只測(cè)量R2兩端的電壓，電流表測(cè)量電路中的電流；由于電壓表示數(shù)減小了4V，則此時(shí)R2兩端的電壓

U2=6V4V=2V

由于電流表示數(shù)增加了0.1A，則此時(shí)電路中的電流

I2=0.3A+0.1A=0.4A

由I=可得R2的阻值

R2===5Ω

[2]當(dāng)S2接a、滑動(dòng)變阻器滑片置于最左端時(shí)，由I=可得R1與R2的總電阻

R1+ = ==20Ω

根據(jù)串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律可得，電源電壓

U=U1+ +I1R

即

U=6V+0.3A×R①

同理可得，當(dāng)S2接b、滑動(dòng)變阻器滑片置于中點(diǎn)時(shí)，電源電壓

U=I2(R1+ +R)

即

U=0.4A(20Ω+R) ②

解①②得：U=12V，R=20Ω，

當(dāng)S2接b、滑動(dòng)變阻器滑片置于最右端時(shí)，R1、R2串聯(lián)，此時(shí)電路消耗的總功率

P總==7.2W

通電1min時(shí)，電路消耗的電能為

W=Pt=7.2W