Question

【题目】如图甲所示的电路中，电源电压保持不变。闭合开关，将变阻器滑片从一端移动到另一端的过程中，两只电压表与电流表示数的变化关系图线如图乙所示，则电源电压为_____V，滑片移至最左端时10s内电流通过R1产生的热量为_____J。

Answer 1

【答案】15 6

【解析】

由电路图可知，电阻R1、电阻R2、滑动变阻器串联在电路中，电压表V1测量R2两端的电压，电压表V2测量R2和变阻器两端的总电压，电流表测量电路中的电流。

（1）当滑片P向右移动时，滑动变阻器连入的电阻变小，从而使电路中的总电阻变小，根据欧姆定律可知，电路中的电流变大，R1和R2两端的电压变大，由串联电路电压的特点可知，R2和变阻器两端的总电压变小，由此可知图象中上半部分为电压表V2示数变化图线，下半部分为电压表V1示数变化图线；

（2）由图象可知，当滑片P移至最右端，滑动变阻器连入电阻为0，此时电路中的总电阻最小，电路中的电流最大为0.6A，此时两电压表的示数都为6V，根据串联电路的特点和欧姆定律表示出电源的电压；当电压表V2的示数（R2和变阻器两端的电压）为12V时，电压表V1的示数（R2两端的电压）为2V，电路中的电流为0.2A，根据串联电路的电压特点和欧姆定律表示出电源的电压，利用电源的电压不变得出等式即可求出R1的阻值和电源的电压，根据Q＝I2Rt求出滑片移至最左端时10s内电流通过R1产生的热量。

由电路图可知，电阻R1、电阻R2、滑动变阻器串联在电路中，电压表V1测量R2两端的电压，电压表V2测量R2和变阻器两端的总电压，电流表测量电路中的电流。

（1）当滑片P向右移动时，滑动变阻器连入的电阻变小，电路中的总电阻变小，

由可知，电路中的电流变大，

由U=IR可知，R1和R2两端的电压变大，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，电压表V2的示数变小，结合图乙可知，图象中上半部分为电压表V2示数变化图线，下半部分为电压表V1示数变化图线；

（2）当滑片P移至最右端时，两电压表均测R2两端的电压，电路中的电流最大为I=0.6A，UV1=6V，

因串联电路中总电压等于各分电压之和，

所以，电源的电压：U=UV1+U1=6V+0.6A×R1﹣﹣﹣①

当滑片位于左端时，电压表V2的示数（R2和变阻器两端的电压）UV2=12V时，电路中的电流I′=0.2A，则电源的电压：U=UV2+U1′=12V+0.2A×R1﹣﹣﹣②

因电源的电压不变，所以，由①②可得：R1=15Ω，U=15V，

滑片移至最左端时10s内电流通过R1产生的热量：

Q1=（I′）2R1t=（0.2A）2×15Ω×10s=6J。