Question

6．如图所示的电路中，电源电压和灯泡的电阻不变，滑动变阻器的最大阻值为60Ω，闭合开关S后，当滑动变阻器的滑片滑至中点时，电流表A₁的示数为0.3A，电流表A₂的示数为0.9A，灯泡L正常发光．求：
（1）电源电压；
（2）滑动变阻器接入电路阻值最大时，求整个电路正常工作100s所消耗的电能．

Answer 1

分析 由电路图可知，灯泡L与滑动变阻器并联，电流表A₁测滑动变阻器支路的电流，电流表A₂测干路电流．
（1）当滑动变阻器的滑片滑至中点时，根据并联电路的电压特点和欧姆定律求出电源的电压；
（2）根据并联电路的电流特点求出通过L支路的电流，根据并联电路的电压特点和欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中电阻最大时的电流，根据并联电路的电流特点求出干路电流，利用W=UIt求出整个电路正常工作100s所消耗的电能．

解答 解：由电路图可知，灯泡L与滑动变阻器并联，电流表A₁测滑动变阻器支路的电流，电流表A₂测干路电流．
（1）当滑动变阻器的滑片滑至中点时，
因并联电路中各支路两端的电压相等，
所以，由I=$\frac{U}{R}$可得，电源的电压：
U=I_R×$\frac{R}{2}$=0.3A×$\frac{60Ω}{2}$=9V；
（2）当滑动变阻器的滑片滑至中点时，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
所以，通过L支路的电流：
I_L=I-I_R=0.9A-0.3A=0.6A，
滑动变阻器接入电路阻值最大时，
因并联电路中各支路独立工作、互不影响，
所以，通过L的电流不变，
通过滑动变阻器的电流：
I_R′=$\frac{U}{R}$=$\frac{9V}{60Ω}$=0.15A，
此时的干路电流：
I′=I_L+I_R′=0.6A+0.15A=0.75A，
整个电路正常工作100s所消耗的电能：
W=UI′t=9V×0.75A×100s=675J．
答：（1）电源电压为9V；
（2）滑动变阻器接入电路阻值最大时，整个电路正常工作100s所消耗的电能为675J．

点评 本题考查了并联电路的特点和欧姆定律、电功公式的应用，是一道较为简单的应用题．