Question

12．如圖所示的電路中，電源電壓恒為15V，滑動變阻器R₂上標有“20Ω 1A”字樣，R₁=10Ω，閉合S，R₁兩端的電壓為8V，求：
（1）通過R₂的電流；
（2）通電10s，電路所消耗的總電能；
（3）在移動滑動變阻器滑片P的過程中，電路能安全工作，R₂兩端電壓的最小值．

Answer 1

分析 由電路圖可知，R₁與R₂串聯．
（1）根據串聯電路的電流特點和歐姆定律求出通過R₂的電流；
（2）根據W=UIt求出通電10s電路所消耗的總電能；
（3）滑動變阻器接入電路中的電阻變小時，電路中的電流變大，R₁兩端的電壓變大，R₂兩端的電壓變小，根據變阻器的銘牌可知電路中的最大電流，根據歐姆定律求出R₁兩端的電壓，利用串聯電路的電壓特點求出R₂兩端電壓的最小值．

解答 解：由電路圖可知，R₁與R₂串聯．
（1）因串聯電路中各處的電流相等，
所以，通過R₂的電流：
I₂=I=I₁=$\frac{{U}_{1}}{{R}_{1}}$=$\frac{8V}{10Ω}$=0.8A；
（2）通電10s電路所消耗的總電能：
W=UIt=15V×0.8A×10s=120J；
（3）當電路中的電流最大時，R₂兩端的電壓最小，
由滑動變阻器的銘牌可知，電路中的最大電流I_大=1A，
此時R₁兩端的最大電壓：
U₁=I_大R₁=1A×10Ω=10V，
因串聯電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，R₂兩端的最小電壓：
U₂=U-U₁=15V-10V=5V．
答：（1）通過R₂的電流為0.8A；
（2）通電10s，電路所消耗的總電能為120J；
（3）在移動滑動變阻器滑片P的過程中，電路能安全工作，R₂兩端電壓的最小值為5V．

點評 本題考查了串聯電路的特點和歐姆定律、電功公式的應用，要注意電路中最大電流的確定．