Question

（2012?襄陽）如圖所示的電路，電源電壓不變．閉合開關(guān)S，當(dāng)滑片P置于變阻器的中點(diǎn)時(shí)，電流表的示數(shù)為3A；當(dāng)滑片P置于變阻器的b端時(shí)，電流表的示數(shù)變化了1A，在4s內(nèi)定值電阻R₁產(chǎn)生的熱量為160J．
求（1）當(dāng)滑片P置于變阻器的b端時(shí)，R₁消耗的電功率為多少？
（2）R₁的阻值是多少？
（3）電源電壓是多少？

Answer 1

分析：（1）根據(jù)Q=W=Pt求出當(dāng)滑片P置于變阻器的b端時(shí)R₁消耗的電功率；
（2）由電路圖可知，兩電阻串聯(lián)，電流表測電路中的電流，根據(jù)歐姆定律可知滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻增大時(shí)電路中的電流減小可知滑片P置于變阻器的b端時(shí)電路中的電流，根據(jù)P=I²R求出R₁的阻值；
（3）根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律分別表示出電源的電壓，根據(jù)電源的電壓不變得出等式求出電源的電壓．

解答：解：（1）當(dāng)滑片P置于變阻器的b端時(shí)，R₁消耗的電功率：
P₁=

W

t

=

Q

t

=

160J

4s

=40W；
（2）當(dāng)滑片P置于變阻器的b端時(shí)，電路中的電流I=3A-1A=2A，
則R₁=

P1

I2

=

40W

(2A)2

=10Ω；
（3）當(dāng)滑片P置于變阻器的中點(diǎn)時(shí)，電路中的電流為3A；
則電源的電壓U=3A×（10Ω+

1

2

R）
當(dāng)滑片P置于變阻器的b端時(shí)，電路中的電流為2A，
則電源的電壓U=2A×（10Ω+R）
聯(lián)立以上等式可得U=60V．
答：（1）當(dāng)滑片P置于變阻器的b端時(shí)，R₁消耗的電功率為40W；
（2）R₁的阻值是10Ω；
（3）電源電壓是60V．

點(diǎn)評：本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律、電功率、焦耳定律公式的靈活運(yùn)用，關(guān)鍵是根據(jù)電流表示數(shù)的變化得出當(dāng)滑片P置于變阻器的b端時(shí)電路中的電流．