Question

20．如图所示，已知R₁=10Ω，闭合开关后，当滑片置于滑动变阻器的中点时，电流表的示数为0.15A，当滑片置于A点，此时电流表的示数为0.3A，求：
（1）电源电压；
（2）滑动变阻器的最大阻值；
（3）将滑片置于B点后通电1min，则在1min内R₁产生的电热是多少？

Answer 1

分析 （1）由图知，P在A端时只有R₁连入电路中，由欧姆定律计算电源电压；
（2）P在中点时，R₁和变阻器串联，变阻器连入阻值为最大值的一半，由串联电路特点和欧姆定律计算变阻器的最大阻值；
（3）先计算P在B端时电路中电流，再由Q=I²Rt计算1min内R₁产生的电热．

解答 解：
（1）由图知，P在A端时只有R₁连入电路中，
由I=$\frac{U}{R}$可得电源电压：
U=IR₁=0.3A×10Ω=3V；
（2）由图知，P在B端时，R₁和变阻器串联，变阻器连入阻值最大，
由I=$\frac{U}{R}$可得电路的总电阻：
R_总=$\frac{U}{I′}$=$\frac{3V}{0.15A}$=20Ω，
所以$\frac{1}{2}$R_滑=R_总-R₁=20Ω-10Ω=10Ω，
所以R_滑=20Ω；
（3）P在B端时变阻器连入阻值最大，电路中电流：
I″=$\frac{U}{{R}_{1}+{R}_{滑}}$=$\frac{3V}{10Ω+20Ω}$=0.1A，
所以1min内R₁产生的电热：
Q=I²R₁t=（0.1A）²×10Ω×60s=6J．
答：（1）电源电压为3V；
（2）滑动变阻器的最大阻值为20Ω；
（3）将滑片置于B点后通电1min，则在1min内R₁产生的电热是6J．

点评 本题考查了串联电路特点、欧姆定律和焦耳定律公式的应用，属于一道基础题．