Question

如圖所示，電源電壓恒定不變，R₁=6 Ω，R₂=12Ω，滑動變阻器R₃的最大阻值為20Ω，電流表量程為0～0.6A，電壓表量程為0～3V．求：
（1）閉合S₁、S₂時電路的總電阻是多少？
（2）斷開S₁、閉合S₂，10S內電流通過R₁產生的熱量為60J，電源電壓U？
（3）斷開S₁、S₂，要使電路處于安全工作狀態，變阻器R₃的取值范圍多大？

Answer 1

解：（1）當閉合S₁、S₂時R₁與R₂并聯；
則電路的總電阻：因=+，
則可得：R===4Ω；
（2）斷開S₁、閉合S₂時，只有R₁接入電路，
由焦耳定律可得：Q=I²R₁t=；
則U===6V；
（3）斷開S₁、S₂，電阻R₁與滑動變阻器R₃串聯，為保證安全，電路中電流不得超過0.6A，則由歐姆定律可得：I_最大=；
公式變形并代入數據得：R_3最小=﹣R₁=﹣6Ω=4Ω；
電壓表量程為0～3V，則R₃兩端的電壓最大應為3V；
由串聯電路的電流規律可得，當電壓表示數為3V時，
R₁兩端的電壓為U₁=U﹣U_最大=6V﹣3V=3V；
則由歐姆定律可得，通過R₁的電流I₂===0.5A；
則滑動變阻器的阻值R_3最小===6Ω；