Question

2．如圖所示電路中，電源電壓保持不變，定值電阻R₁=10Ω，滑動變阻器R₂的最大電阻為20Ω．閉合開關，當變阻器滑片P位于中點時，滑動變阻器R₂消耗的功率為0.9W．
試求：
（1）當變阻器滑片P位于中點時，電路中的電流；
（2）電源電壓U；
（3）當滑片P滑至最右端時，通電10s整個電路消耗的電能．

Answer 1

分析 （1）當變阻器滑片P位于中點時，根據串聯電路的電流特點和P=I²R表示出R₂消耗的功率即可求出電路中的電流；
（2）根據電阻的串聯和歐姆定律求出電源的電壓；
（3）當滑片P滑至最右端時，根據電阻的串聯和W=$\frac{{U}^{2}}{R}$t求出通電10s整個電路消耗的電能．

解答 解：（1）當變阻器滑片P位于中點時，
因串聯電路中各處的電流相等，
所以，由P=I²R可得，電路中的電流：
I=$\sqrt{\frac{{P}_{2}}{\frac{{R}_{2}}{2}}}$=$\sqrt{\frac{0.9W}{\frac{20Ω}{2}}}$=0.3A；
（2）因串聯電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，由I=$\frac{U}{R}$可得，電源的電壓：
U=I（R₁+$\frac{{R}_{2}}{2}$）=0.3A×（10Ω+$\frac{20Ω}{2}$）=6V；
（3）當滑片P滑至最右端時，R₂接入電路中的電阻最大，
通電10s整個電路消耗的電能：
W=$\frac{（6V）^{2}}{10Ω+20Ω}$×10s=12J．
答：（1）當變阻器滑片P位于中點時，電路中的電流為0.3A；
（2）電源電壓為6V；
（3）當滑片P滑至最右端時，通電10s整個電路消耗的電能為12J．

點評 本題考查了串聯電路的特點和歐姆定律、電功率公式、電功公式的應用，是一道較為簡單的應用題．