Question

16．如图甲所示的滑动变阻器是贺州市初中物理实验操作考查中要用到的仪器之一，小露将一个标有“20Ω 1A”字样的滑动变阻器的A、B、C接线柱，分别与图乙中部分电路图的A′B′C′导线对应连接．已知滑动变阻器的滑片P恰好移到中点，定值电阻R=10Ω，电源电压为6V．
（1）连接好甲、乙两图中对应AA′、BB′、CC′后，闭合开关S，求电路中通过电阻R的电流是多少A，此时电压表的计数是多少V？
（2）求电阻R的电功率是多少W？
（3）通电1min后电阻R产生的热量是多少J？

Answer 1

分析 （1）由电路图可知，定值电阻R与滑动变阻器R′串联，电压表测滑动变阻器中点右边的一半电阻两端的电压．由于滑动变阻器靠接入电路中电阻丝的长度不变，所以根据串联电路的特点和欧姆定律即可求出电路中的电流；
（2）利用P=I²R求出R的电功率；
（3）利用Q=W=Pt即可求出产生的热量．

解答 解：（1）由电路图可知，连接好甲、乙两图中对应AA′、BB′、CC′后，定值电阻R与滑动变阻器R′串联，电压表测滑动变阻器中点右边的一半电阻两端的电压．
则总电阻R_总=R+R′=10Ω+20Ω=30Ω，
所以，I=$\frac{U}{{R}_{总}}$=$\frac{6V}{30Ω}$=0.2A，
由I=$\frac{U}{R}$可知电压表示数为U_滑′=I×$\frac{1}{2}$R′=0.2A×$\frac{1}{2}$×20Ω=2V；
（2）R的电功率P=I²R=（0.2A）²×10Ω=0.4W；
（3）R产生的热量Q=W=Pt=0.4W×60s=24J．
答：（1）通过电阻R的电流是0.2A，此时电压表的计数是2V；
（2）电阻R的电功率是0.4W；
（3）通电1min后电阻R产生的热量是24J．

点评 本题考查串联电路的特点、欧姆定律应用、功率和热量的计算，关键是变阻器的使用和电路分析．