Question

5．如图所示，电阻R₁的阻值为10Ω，闭合开关S后，电流表的示数是1.2A；再闭合开关S₁，当滑动变阻器R接入电路的阻值为40Ω时，求：
（1）电路的电源电压；
（2）电流表的示数；
（3）电路的总功率；
（4）在1min内滑动变阻器R消耗的电能．

Answer 1

分析 （1）闭合开关S后，电路为R₁的简单电路，电流表测电路中的电流，根据欧姆定律求出电源的电压；
（2）闭合开关S、S₁后，R₁与R并联，电流表测干路电流，根据并联电路的电压特点和欧姆定律求出R的电流，再根据并联电路的电流特点求出干路电流表的示数；
（3）根据P=UI求出电路的总功率；
（4）根据W=UIt求出在1min内滑动变阻器R消耗的电能．

解答 解：（1）闭合开关S后，电路为R₁的简单电路，电流表测电路中的电流，
由I=$\frac{U}{R}$可得，电源的电压：
U=I₁R₁=1.2A×10Ω=12V；
（2）闭合开关S、S₁后，R₁与R并联，电流表测干路电流，
因并联电路中各支路两端电压相等，
所以，R的电流：
I_R=$\frac{U}{R}$=$\frac{12V}{40Ω}$=0.3A，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
所以，干路电流表的示数：
I=I₁+I_R=1.2A+0.3A=1.5A；
（3）电路的总功率：
P=UI=12V×1.5A=18W；
（4）在1min内滑动变阻器R消耗的电能：
W_R=UI_Rt=12V×0.3A×60s=216J．
答：（1）电路的电源电压为12V；
（2）电流表的示数为1.5A；
（3）电路的总功率为18W；
（4）在1min内滑动变阻器R消耗的电能为216J．

点评 本题考查了并联电路的特点和欧姆定律、电功率公式、电功公式的应用，要注意开关S₁闭合前后通过R₁的电流不变．