Question

16．如图1所示是电阻R₁与滑动变阻器R的电路图，电源电压为12V，电阻R₁的I-U图象如图2所示．开关闭合后，滑动变阻器R接入电路的阻值为40Ω时，求：
（1）通过R₁的电流．
（2）电流表的读数．
（3）变阻器R的电功率；
（4）在1min内R₁产生的热量．

Answer 1

分析 （1）由图示图象求出电压对应的电流，应用欧姆定律求出电阻阻值，然后应用欧姆定律求出通过电阻的电流．
（2）应用并联电路特点与欧姆定律求出电流表示数．
（3）应用电功率公式求出变阻器的电功率．
（4）应用焦耳定律求出电阻产生的热量．

解答 解：（1）由R₁的I-U图象可知：R₁=$\frac{U}{I}$=$\frac{8V}{0.8A}$=10Ω，
由图1所示电路图可知，R₁与R并联在电源两端，
电阻两端电压：U₁=U₂=U=12V，
通过R₁的电流：I₁=$\frac{{U}_{1}}{{R}_{1}}$=$\frac{12V}{10Ω}$=1.2A；
（2）通过滑动变阻器的电流：I₂=$\frac{{U}_{2}}{R}$=$\frac{12V}{40Ω}$=0.3A，
电流表读数：I=I₁+I₂=1.2A+0.3A=1.5A；
（3）变阻器R的电功率为：
P=U₂I₂=12V×0.3A=3.6W
（4）在t=1min=60s内R₁产生的热量为：
Q=I²R₁t=（1.2A）²×10Ω×60s=864J；
答：（1）通过R₁的电流为1.2A．
（2）电流表的读数为1.5A．
（3）变阻器R的电功率为3.6W；
（4）在1min内R₁产生的热量为864J．

点评 本题是一道电学综合题，分析清楚电路结构、应用并联电路特点、欧姆定律、电功率公式、电功公式可以解题；分析清楚电路结构、从I-U图象获取所需信息是正确解题的关键．