Question

【題目】圖所示的電路，電源電壓U恒定為3V，電阻R1=10Ω、R2=6Ω，導體棒DE總電阻為RDE=15Ω，開關閉合前，滑片P與導體棒最左端接觸。

(1)開關S1接M，S、S2閉合，求5min內電路消耗的電能；

(2)開關S1接N，S2斷開，S閉合，移動滑片P的過程中，導體棒接入電路的電阻為Rx時，電壓表V1示數(shù)為U1，電壓表V2示數(shù)為U2，ΔU=U1-U2。請寫出ΔU的字母表達式(用U、R1、R2、Rx表示)，并求出ΔU的最大值。

Answer 1

【答案】(1)450J；(2)；0.75V

【解析】

(1)開關S1接M，S、S2閉合，R1和導體棒DE并聯(lián)，則R1在5min內電路消耗的電能為

W

導體棒DE在5 min內電路消耗的電能為

所以5min內電路消耗的電能

(2)開關S1接N，S2斷開，S閉合，電路為串聯(lián)電路，V1測R1和導體棒DE的電壓，V2測R2和導體棒DE的電壓，根據(jù)題可得

當電流最大時，ΔU最大，即當滑動變阻器阻值最小，電流最大為

則ΔU的字母表達式為

則

答：(1)開關S1接M，S、S2閉合，5min內電路消耗的電能為450J。

(2)開關S1接N，S2斷開，S閉合，移動滑片P的過程中，導體棒接入電路的電阻為Rx時，電壓表V1示數(shù)為U1，電壓表V2示數(shù)為U2，ΔU=U1-U2。ΔU的字母表達式為，ΔU的最大值為0.75V。