Question

如圖所示的電路中，電源電壓為12伏保持不變，滑動變阻器最大阻值為R₂，閉合開關S后，當滑動變阻器的滑片P由a端移到b端時，電流表示數由1.5安變為0.5安，求：
（1）滑動變阻器的最大阻值；
（2）電壓表示數的變化范圍；
（3）滑動變阻器的滑片P滑到b端時，通電2分鐘，R₁產生的熱量．

Answer 1

【答案】分析：滑片在a端時，滑動變阻器接入電路的電阻為0，電路中只有電阻R₁；
滑片在b端時，滑動變阻器接入電路電阻最大；電阻R₁與滑動變阻器串聯，電壓表測量滑動變阻器兩端的電壓，電流表測量總電流；
（1）先滑片在a端時，利用R=求出定值電阻的阻值；再根據滑片在b端時，利用R=求出電路的總阻值，最后根據串聯電路電阻的特點求出滑動變阻器的最大阻值；
（2）當滑片在a端時，滑動變阻器接入電路的電阻為0，即電壓表示數為零；當滑片在b端時，利用U=IR求出滑動變阻器兩端電壓，即電壓表的示數；
（3）直接利用Q=I²Rt即可求出R₁產生的熱量．
解答：解：（1）電阻R₁的阻值：R₁===8Ω，
滑動變阻器的最大阻值：R₂===16Ω；
（2）當滑片在a端時，滑動變阻器接入電路的電阻為0，故電壓表示數為零；
當滑片在b端時，滑動變阻器接入電路電阻最大，電壓表測量滑動變阻器兩端電壓，因此電壓表示數：U₂=I′R₂=0.5A×16Ω=8V．
即電壓表示數的變化范圍為0～8V．
（3）R₁產生的熱量：Q₁=I^′2R₁t=（0.5A）²×8Ω×2×60s=240J．
答：（1）滑動變阻器的最大阻值為16Ω；
（2）電壓表示數的變化范圍為0～8V；
（3）滑動變阻器的滑片P滑到b端時，通電2分鐘，R₁產生的熱量為240J．
點評：本題是一道中檔題，分析清楚電路結構、熟練應用歐姆定律、熱量計算公式即可正確解題．