Question

如图所示，电源电压恒定不变，R₁=6 Ω，R₂=12Ω，滑动变阻器R₃的最大阻值为20Ω，电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0～3V．求：
（1）闭合S₁、S₂时电路的总电阻是多少？
（2）断开S₁、闭合S₂，10S内电流通过R₁产生的热量为60J，电源电压U？
（3）断开S₁、S₂，要使电路处于安全工作状态，变阻器R₃的取值范围多大？

Answer 1

解：（1）当闭合S₁、S₂时R₁与R₂并联；
则电路的总电阻：因=+，
则可得：R===4Ω；
（2）断开S₁、闭合S₂时，只有R₁接入电路，
由焦耳定律可得：Q=I²R₁t=；
则U===6V；
（3）断开S₁、S₂，电阻R₁与滑动变阻器R₃串联，为保证安全，电路中电流不得超过0.6A，则由欧姆定律可得：I_最大=；
公式变形并代入数据得：R_3最小=﹣R₁=﹣6Ω=4Ω；
电压表量程为0～3V，则R₃两端的电压最大应为3V；
由串联电路的电流规律可得，当电压表示数为3V时，
R₁两端的电压为U₁=U﹣U_最大=6V﹣3V=3V；
则由欧姆定律可得，通过R₁的电流I₂===0.5A；
则滑动变阻器的阻值R_3最小===6Ω；