Question

【題目】如圖所示，電源電壓為12V，且保持不變，電阻R1的阻值為20Ω，已知滑動(dòng)變阻器R2上標(biāo)有“10Ω 2A”。閉合開關(guān)S，移動(dòng)滑片到某位置時(shí)，通過滑動(dòng)變阻器R2的電流為1.4 A。求：

(1)通過電阻R1的電流；

(2)在10秒時(shí)間內(nèi)電路消耗的總電能；

(3)現(xiàn)用定值電阻R0替換電阻R1，閉合開關(guān)，移動(dòng)滑片，使通過b處的電流值最小，且這個(gè)最小電流與能夠通過a處的最大電流值相等(保證電路能夠正常工作)，求電阻R0的阻值。

Answer 1

【答案】(1) 0.6A； (2) 40J；(3) 15Ω。

【解析】

(1)由圖可知，R1與R2并聯(lián)，則

U R1=U=12V，

根據(jù)歐姆定律，則通過電阻R1的電流為：

I R1===0.6A；

(2)當(dāng)滑片移到某位置時(shí)，通過滑動(dòng)變阻器R2的電流為I R2=1.4 A，則干路電流為：

I=I R1+I R2=0.6A+1.4A=2A，

則在10秒時(shí)間內(nèi)電路消耗的總電能為：

W=UIt=12V×2A×10s=240J；

(3)由圖可知，通過a處的最大電流即滑動(dòng)變阻器允許通過的最大電流，所以Ia最大=2A，根據(jù)題意，則Ib最小=2A。根據(jù)并聯(lián)電路電流關(guān)系可知，當(dāng)通過b處的電流值最小時(shí)，即R2支路的電流最小，根據(jù)歐姆定律可知，此時(shí)R2的阻值最大，為10Ω。則R2支路（通過a處）的電流最小為：

I a最小==，

則R0支路的電流為：

I R0=Ib最小-I a最小=2A-1.2A=0.8A，

根據(jù)歐姆定律，電阻R0的阻值為：

R0===15Ω。

答：(1)通過電阻R1的電流為0.6A；

(2)在10秒時(shí)間內(nèi)電路消耗的總電能為240J；

(3)電阻R0的阻值為15Ω。