题目内容

【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.

【答案】15;6
【解析】解: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I= 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.
所以答案是:15;6.
【考点精析】解答此题的关键在于理解欧姆定律及其应用的相关知识,掌握欧姆定律的应用: ① 同一个电阻,阻值不变,与电流和电压无关 但加在这个电阻两端的电压增大时,通过的电流也增大.(R=U/I) ② 当电压不变时,电阻越大,则通过的电流就越小.(I=U/R) ③ 当电流一定时,电阻越大,则电阻两端的电压就越大.(U=IR),以及对焦耳定律的计算公式及其应用的理解,了解焦耳定律公式:Q=I2Rt ,(式中单位Q→焦;I→安(A);R→欧(Ω);t→秒.).

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