Question

　　如图14所示，电源电压U=15伏特且保持不变，R1=5欧姆，R2是0～30欧姆的滑动变阻器，R3是标有“15V 9W”的电热器。

　　

　　(1)当R3正常工作时，电流表的示数为0.6安培，此时开关S2是闭合的还是断开的？电压表的示数是多大？

　　(2)当开关S1、S2都断开，电流表的示数是多大？通电10分钟，电热器R3放出的热量是多少？

　　(3)闭合开关S1、S2，移动R2的滑片P，那么，电流表的最小示数为多大？此时，整个电路消耗的电功率为多少？

Answer 1

　【分析】

　　电路中开关S1与电流表串联、开关S2与滑动变阻器串联。这个电路的连接比较复杂。需要根据S1、S2的通断做具体分析。

　　【解答】

　　(1)R3正常工作，表示其两端电压为额定电压15伏，由于电源电压为15伏，所以S1是闭合的。此时R1被短路不起作用。可画出这时候的简化电路图15。

　

　　根据该图可知，电流表测量干路电流，电压表测量R3两端的电压。

　　

　　开关S2应当断开，通过电流表的电流与通过R3的电流相等。电压表的示数为15伏。

　　(2)当开关S1、S2都断开时，可以去掉与S1、S2串联的电路元件，画出等效电路图16。此种情况R1与R3串联，电流表测量电路电流，电压表测量R3两端电压。

　

　

　　

　　=600秒，Q=（0.5安）2×25欧×600秒=3750焦。

　　(3)闭合开关S1、S2，R1被短路、R2与R3并联，我们可根据图分析。当滑动片位于滑动变阻器的右端时，滑动变阻器的线圈被全部接入电路，接入电路的电阻为30欧。此时，并联电路的总电阻最大，电流表、的示数最小。

　　

　　电路消耗的电功率P总=I2·U=1.1安×15伏=16.5瓦。

　　【说明】

　　对于较为复杂的电路，应当根据具体情况作简化处理，去掉一些不起作用的电路元件，画出简化电路图。然后根据简化的电路图进行分析。画简化的电路图是解决较复杂问题的基础和关键，我们必须掌握这个基本功。

　　画等效电路图时，要根据电流分流会合法、等电压分析电路元件的作用，决定其取舍和连接方式。