Question

【题目】图示电路中，电源电压恒定，定值电阻电阻R0=10Ω，滑动变阻器R标有“50Ω 1.0A”．把滑片P移至某一位置，闭合S1，当S2分别断开和接“1”时，电流表示数分别为0.4A和0.6A．

（1）求电源电压；

（2）求开关S2接“1”时，滑动变阻器10s内消耗的电能；

（3）用量程为0~3V的电压表替换电流表，S2改接“2”，闭合S1，移动滑片P，求R0的电功率的最小值．

Answer 1

【答案】（1）4V；（2）8J；（3）0.1W。

【解析】

由题知，当S1闭合，S2断开时，是R0的简单电路，此时电流表为0.4A；当S1闭合，S2接“1”时，R0与R并联，电流表测干路电流，此时电流表为0.6A；

（1）．电源电压：

U=I0R0=0.4A×10Ω=4V；

（2）．开关S2接“1”时，通过滑动变阻器的电流为：

I=0.6A-0.4A=0.2A，

滑动变阻器10s内消耗的电能：

W=UIt=4V×0.2A×10s=8J；

（3）．用量程为0~3V的电压表替换电流表，S2改接“2”，闭合S1时，R0与R串联，电压表测变阻器R的电压，当变阻器接入阻值为0时，电压表示数为0，R0电功率最大，调节滑片P当电压表示数达到3V时，电阻R0消耗功率最小，根据串联电路电压分配与电阻成正比可知，此时变阻器R的电阻为R0的3倍（即R=30Ω），此时电路中电流：

I′===0.1A，

R0的功率：

P小=U0I′=(4V-3V)×0.1A=0.1W。

答：（1）．电源电压是4V；

（2）．开关S2接“1”时，滑动变阻器10s内消耗的电能是8J；

（3）．用量程为0~3V的电压表替换电流表，S2改接“2”，闭合S1，移动滑片P，R0的电功率的最小值是0.1W。