Question

【题目】如图，电源电压恒定，R1、R2是定值电阻，R1=10Ω，滑动变阻器R3标有“20Ω 0.5A”字样。只闭合开关S1，电流表的示数为0.9A；再闭合开关S2、S3，电流表的示数变为1.5A，求：

（1）电源电压、R2电阻值；

（2）开关S1、S2、S3都闭合时，R2在10s内产生的热量；

（3）只闭合开关S3，移动变阻器滑片时，R1的电功率变化范围。

Answer 1

【答案】（1）9V,15Ω （2）54J （3）0.9-2.5w

【解析】（1）由电路图知，只闭合开关S1时，只有R1连入电路，由欧姆定律可得电源电压：
U=I1R1=0.9A×10Ω=9V；
由电路图知，开关S1、S2、S3都闭合时，变阻器短路，R1与R2并联，电流表测干路电流，
因为并联电路支路间互不影响，所以通过R1的电流不变，仍然为0.9A，
则通过R2的电流：I2=I-I1=1.5A-0.9A=0.6A，
且U=U1=U2=9V，由欧姆定律可得R2的电阻值： ；
（2）开关S1、S2、S3都闭合时，R1与R2并联，在10s内R2产生的热量：
Q2=W2=UI2t=9V×0.6A×10s=54J；
（3）由图可知，只闭合开关S3，R1、R3串联，若滑片在右端时，只有R1连入电路，此时电路中电流0.9A，由变阻器规格可知其允许通过的最大电流为0.5A，因串联电路中电流处处相等，所以电路中的最大电流为0.5A，此时R1的电功率最大，

则P1最大=I最大2R1=（0.5A）2×10Ω=2.5W；
当滑片在左端时，变阻器连入阻值最大，电路中电流最小，此时R1的功率最小，
电路中的最小电流： ，
所以P1最小=I小2R1=（0.3A）2×10Ω=0.9W，
所以R1电功率变化范围为：0.9W～2.5W．
答：（1）电源电压为9V；R2=15Ω；
（2）开关S1、S2、S3都闭合时，R2在10s内产生的热量为54J；
（3）只闭合开关S3，移动变阻器滑片时，R1的电功率变化范围0.9W～2.5W．