Question

　　如圖14所示，電源電壓U=15伏特且保持不變，R1=5歐姆，R2是0～30歐姆的滑動(dòng)變阻器，R3是標(biāo)有“15V 9W”的電熱器。

　　

　　(1)當(dāng)R3正常工作時(shí)，電流表的示數(shù)為0.6安培，此時(shí)開關(guān)S2是閉合的還是斷開的？電壓表的示數(shù)是多大？

　　(2)當(dāng)開關(guān)S1、S2都斷開，電流表的示數(shù)是多大？通電10分鐘，電熱器R3放出的熱量是多少？

　　(3)閉合開關(guān)S1、S2，移動(dòng)R2的滑片P，那么，電流表的最小示數(shù)為多大？此時(shí)，整個(gè)電路消耗的電功率為多少？

Answer 1

　【分析】

　　電路中開關(guān)S1與電流表串聯(lián)、開關(guān)S2與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)。這個(gè)電路的連接比較復(fù)雜。需要根據(jù)S1、S2的通斷做具體分析。

　　【解答】

　　(1)R3正常工作，表示其兩端電壓為額定電壓15伏，由于電源電壓為15伏，所以S1是閉合的。此時(shí)R1被短路不起作用。可畫出這時(shí)候的簡化電路圖15。

　

　　根據(jù)該圖可知，電流表測量干路電流，電壓表測量R3兩端的電壓。

　　

　　開關(guān)S2應(yīng)當(dāng)斷開，通過電流表的電流與通過R3的電流相等。電壓表的示數(shù)為15伏。

　　(2)當(dāng)開關(guān)S1、S2都斷開時(shí)，可以去掉與S1、S2串聯(lián)的電路元件，畫出等效電路圖16。此種情況R1與R3串聯(lián)，電流表測量電路電流，電壓表測量R3兩端電壓。

　

　

　　

　　=600秒，Q=（0.5安）2×25歐×600秒=3750焦。

　　(3)閉合開關(guān)S1、S2，R1被短路、R2與R3并聯(lián)，我們可根據(jù)圖分析。當(dāng)滑動(dòng)片位于滑動(dòng)變阻器的右端時(shí)，滑動(dòng)變阻器的線圈被全部接入電路，接入電路的電阻為30歐。此時(shí)，并聯(lián)電路的總電阻最大，電流表、的示數(shù)最小。

　　

　　電路消耗的電功率P總=I2·U=1.1安×15伏=16.5瓦。

　　【說明】

　　對于較為復(fù)雜的電路，應(yīng)當(dāng)根據(jù)具體情況作簡化處理，去掉一些不起作用的電路元件，畫出簡化電路圖。然后根據(jù)簡化的電路圖進(jìn)行分析。畫簡化的電路圖是解決較復(fù)雜問題的基礎(chǔ)和關(guān)鍵，我們必須掌握這個(gè)基本功。

　　畫等效電路圖時(shí)，要根據(jù)電流分流會(huì)合法、等電壓分析電路元件的作用，決定其取舍和連接方式。