Question

【题目】图所示的电路，电源电压U恒定为3V，电阻R1=10Ω、R2=6Ω，导体棒DE总电阻为RDE=15Ω，开关闭合前，滑片P与导体棒最左端接触。

(1)开关S1接M，S、S2闭合，求5min内电路消耗的电能；

(2)开关S1接N，S2断开，S闭合，移动滑片P的过程中，导体棒接入电路的电阻为Rx时，电压表V1示数为U1，电压表V2示数为U2，ΔU=U1-U2。请写出ΔU的字母表达式(用U、R1、R2、Rx表示)，并求出ΔU的最大值。

Answer 1

【答案】(1)450J；(2)；0.75V

【解析】

(1)开关S1接M，S、S2闭合，R1和导体棒DE并联，则R1在5min内电路消耗的电能为

W

导体棒DE在5 min内电路消耗的电能为

所以5min内电路消耗的电能

(2)开关S1接N，S2断开，S闭合，电路为串联电路，V1测R1和导体棒DE的电压，V2测R2和导体棒DE的电压，根据题可得

当电流最大时，ΔU最大，即当滑动变阻器阻值最小，电流最大为

则ΔU的字母表达式为

则

答：(1)开关S1接M，S、S2闭合，5min内电路消耗的电能为450J。

(2)开关S1接N，S2断开，S闭合，移动滑片P的过程中，导体棒接入电路的电阻为Rx时，电压表V1示数为U1，电压表V2示数为U2，ΔU=U1-U2。ΔU的字母表达式为，ΔU的最大值为0.75V。