Question

在如图所示的电路中，滑动变阻器R₁的最大电阻阻值为20Ω，R₂=5Ω，R₃=10Ω．
（1）当闭合S₁、断开S₂，滑动变阻器的滑片滑到b端时，电压表的示数为2V，求电源电压；
（2）当S₁、S₂闭合，滑动变阻器的滑片滑到a端时，求电路消耗的总功率和通电10min消耗的电能．

Answer 1

解：（1）当闭合S₁、断开S₂，滑动变阻器的滑片滑到b端时，等效电路图如下图所示：

电路中的电流I=I₂===0.4A，
电源的电压U=I（R₁+R₂）=0.4A×（20Ω+5Ω）=10V；
（2）当S₁、S₂闭合，滑动变阻器的滑片滑到a端时，等效电路图如下图所示：

电路消耗的总功率P=P₂+P₃=+=+=30W；
通电10min消耗的电能W=Pt=30W×600s=18000J．
答：（1）电源电压为10V；
（2）当S₁、S₂闭合，滑动变阻器的滑片滑到a端时，电路消耗的总功率为30W，通电10min消耗的电能为18000J．
分析：（1）当闭合S₁、断开S₂，滑动变阻器的滑片滑到b端时，电阻R₂与R₁的最大阻值串联，电压表测R₂两端的电压，根据欧姆定律求出电路中的电流，根据电阻的串联和欧姆定律求出电源的电压；
（2）当S₁、S₂闭合，滑动变阻器的滑片滑到a端时，电阻R₁、R₃并联，根据P=分别求出两电阻的电功率，进一步求出电路消耗的总功率，根据W=Pt求出通电10min消耗的电能．
点评：本题考查了串联电路和并联电路的特点以及欧姆定律、电功率公式、电功公式的灵活运用，画出两种情况的等效电路图是关键．