Question

【題目】如圖所示，電源電壓為12V，且保持不變，己知滑動(dòng)變阻器R3的最大阻值為20Ω，定值電阻R1= 10Ω，R2= 15Ω，電流表的量程為0.6A。

(l)S、S1閉合，S2斷開(kāi)時(shí)，要使電流表的示數(shù)最小，則滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)滑到何處?此時(shí)電壓表的示數(shù)為多少? 10min內(nèi)電流通過(guò)R1產(chǎn)生的熱量是多少?

(2)S、S2閉合，S1斷開(kāi)時(shí)，求電路允許消耗最大功率情況下，電路最大功率是多少？R3的阻值為多大?

Answer 1

【答案】(1)960(J ) （2）5 (Ω)

【解析】（1）S、S1閉合，S2斷開(kāi)時(shí)，R1與R3串聯(lián)，電壓表測(cè)R3兩端的電壓，電流表測(cè)電路中的電流，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片位于左端a處時(shí)，接入電路中的電阻最大，電路中的總電阻最大，電路中的電流最小，因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，所以，電路中的最小電流：，此時(shí)電壓表的示數(shù)：U3=I小R3=0.4A×20Ω=8V，10min內(nèi)電流通過(guò)R1產(chǎn)生的熱量：Q1=I小2R1t=（0.4A）2×10Ω×10×60s=960J；
（2）S、S2閉合，S1斷開(kāi)時(shí)，R2與R3串聯(lián)，電壓表測(cè)R3兩端的電壓，電流表測(cè)電路中的電流，當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻為零時(shí)，電路中的電流：，因0.8A＞0.6A，所以，電路中的最大電流I大=0.6A，此時(shí)電路的功率最大，則電路最大功率：P大=UI大=12V×0.6A=7.2W，此時(shí)電路中的總電阻：，R3的阻值：R3′=R-R2=20Ω-15Ω=5Ω．
答：（l）S、S1閉合，S2斷開(kāi)時(shí)，要使電流表的示數(shù)最小，則滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)滑到左端a處，此時(shí)電壓表的示數(shù)為8V，10min內(nèi)電流通過(guò)R1產(chǎn)生的熱量是960J；
（2）S、S2閉合，S1斷開(kāi)時(shí)，電路允許消耗最大功率情況下，電路最大功率是7.2W，R3的阻值為5Ω．