Question

5．如图所示，电源电压恒为10V，定值电阻R₂的阻值为6Ω，调整滑动变阻器R₁的滑片，此时电压表的示数为6V．则：
（1）电压表的示数为6V时，电流表的示数为多少？此时滑动变阻器R₁的电阻值为多少？
（2）调整滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为3V时，则通电30s，整个电路消耗的电能为多少？

Answer 1

分析 （1）分析电路的连接，根据欧姆定律求出通过通过R₂的电流即电流表的示数；根据串联电路电压的规律，求出变阻器的电压，根据欧姆定律求出变阻器连入电路中的电阻大小；
（2）由欧姆定律求出通过R₂电流大小，根据W=UIt求整个电路消耗的电能．

解答 解：（1）原电路中R₂与R₁串联，电压表测R₂的电压，电流表测电路中的电流，通过R₂的电流I₂=$\frac{{U}_{2}}{{R}_{2}}=\frac{6V}{6Ω}$=1A，根据串联电路电流的规律，电流表的示数为1A；
此时变阻器的电压U₁=10V-6V=4V，因通过变阻器的电流I₁=1A，变阻器连入电路中的电阻R₁=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{1}}=\frac{4V}{1A}$=4Ω；
（2）调整滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为U′₂=3V，此时电路中电流大小I′=$\frac{{U′}_{2}}{{R}_{2}}=\frac{3V}{6Ω}$=0.5A，通电30s，整个电路消耗的电能W=UI′t=10V×0.5A×30s=150J．
答：（1）电压表的示数为6V时，电流表的示数为1A；此时滑动变阻器R₁的电阻值为4Ω；
（2）调整滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为3V时，则通电30s，整个电路消耗的电能为150J．

点评 本题考查欧姆定律、串联电路的规律的运用及电功的计算，难度中等．