Question

【題目】如圖所示，電源電壓為12V，且保持不變，己知滑動變阻器R3的最大阻值為20Ω，定值電阻R1= 10Ω，R2= 15Ω，電流表的量程為0.6A。

(l)S、S1閉合，S2斷開時，要使電流表的示數最小，則滑動變阻器的滑片P應滑到何處?此時電壓表的示數為多少? 10min內電流通過R1產生的熱量是多少?

(2)S、S2閉合，S1斷開時，求電路允許消耗最大功率情況下，電路最大功率是多少？R3的阻值為多大?

Answer 1

【答案】(1)960(J ) （2）5 (Ω)

【解析】（1）S、S1閉合，S2斷開時，R1與R3串聯，電壓表測R3兩端的電壓，電流表測電路中的電流，當滑動變阻器的滑片位于左端a處時，接入電路中的電阻最大，電路中的總電阻最大，電路中的電流最小，因串聯電路中總電阻等于各分電阻之和，所以，電路中的最小電流：，此時電壓表的示數：U3=I小R3=0.4A×20Ω=8V，10min內電流通過R1產生的熱量：Q1=I小2R1t=（0.4A）2×10Ω×10×60s=960J；
（2）S、S2閉合，S1斷開時，R2與R3串聯，電壓表測R3兩端的電壓，電流表測電路中的電流，當滑動變阻器接入電路中的電阻為零時，電路中的電流：，因0.8A＞0.6A，所以，電路中的最大電流I大=0.6A，此時電路的功率最大，則電路最大功率：P大=UI大=12V×0.6A=7.2W，此時電路中的總電阻：，R3的阻值：R3′=R-R2=20Ω-15Ω=5Ω．
答：（l）S、S1閉合，S2斷開時，要使電流表的示數最小，則滑動變阻器的滑片P應滑到左端a處，此時電壓表的示數為8V，10min內電流通過R1產生的熱量是960J；
（2）S、S2閉合，S1斷開時，電路允許消耗最大功率情況下，電路最大功率是7.2W，R3的阻值為5Ω．