Question

如圖所示的電路中，電源兩端電壓U保持不變。當(dāng)閉合開關(guān)S后，將滑動(dòng)變阻器的滑片P置于a端時(shí)（a、b是滑動(dòng)變阻器的兩個(gè)端點(diǎn)），電壓表的示數(shù)為U₁，電流表的示數(shù)I₁為1A，電阻R₁消耗的電功率P₁為6W，電阻R₂消耗的電功率為P₂。當(dāng)閉合開關(guān)S后，將滑動(dòng)變阻器的滑片P置于b端時(shí)，電壓表的示數(shù)為U₂，電流表的示數(shù)為I₂，電阻R₂消耗的電功率為。已知P₂ ：=1：9，U₁：U₂=7：3。求：

（1）電流表的示數(shù)I₂為多少安？

（2）電源兩端的電壓U為多少伏？

（3）當(dāng)閉合開關(guān)S后，將滑動(dòng)變阻器的滑片P置于滑動(dòng)變阻器中點(diǎn)時(shí)，通電2min，電阻R₂放出的熱量為多少焦？

Answer 1

解：設(shè)滑動(dòng)變阻器的最大阻值為R₃，當(dāng)閉合開關(guān)S, 將滑動(dòng)變阻器的滑片P置于a端時(shí)，等效電路如圖2甲所示；當(dāng)閉合開關(guān)S, 將滑動(dòng)變阻器的滑片P置于b端時(shí)，等效電路如圖2乙所示。

 

 

（1）由圖2甲得：

R₁===6Ω          

由圖2甲、乙得：

===    =        解得：I₂=3A

（2）===     解得：R₃=6R₂

根據(jù)電源兩端電壓不變，由圖2甲、乙得：

I₁（R₁+ R₂+ R₃）= I₂（R₁+ R₂）      解得：R₂=3Ω

根據(jù)圖2乙得：

U= I₂（R₁+ R₂）=3A×（6Ω+ 3Ω）=27V

（3）當(dāng)閉合開關(guān)S后，將滑動(dòng)變阻器的滑片P置于滑動(dòng)變阻器中點(diǎn)時(shí)，通過R₂的電流：

通電2min，電阻R₂放出的熱量

Q= =×3Ω×2×60s=810J