如圖*所示的電路中,電源電壓保持不變.閉合開關,將變阻器滑片從一端移動到另一端的過程中,兩隻電壓表與電流表示數...
問題詳情:
如圖*所示的電路中,電源電壓保持不變.閉合開關,將變阻器滑片從一端移動到另一端的過程中,兩隻電壓表與電流表示數的變化關係圖線如圖乙所示,則電源電壓為_____V,滑片移至最左端時10s內電流通過R1產生的熱量為_____J.
【回答】
15 6
【分析】
由電路圖可知,電阻R1、電阻R2、滑動變阻器串聯在電路中,電壓表V1測量R2兩端的電壓,電壓表V2測量R2和變阻器兩端的總電壓,電流表測量電路中的電流.
(1)當滑片P向右移動時,滑動變阻器連入的電阻變小,從而使電路中的總電阻變小,根據歐姆定律可知,電路中的電流變大,R1和R2兩端的電壓變大,由串聯電路電壓的特點可知,R2和變阻器兩端的總電壓變小,由此可知圖象中上半部分為電壓表V2示數變化圖線,下半部分為電壓表V1示數變化圖線;
(2)由圖象可知,當滑片P移至最右端,滑動變阻器連入電阻為0,此時電路中的總電阻最小,電路中的電流最大為0.6A,此時兩電壓表的示數都為6V,根據串聯電路的特點和歐姆定律表示出電源的電壓;當電壓表V2的示數(R2和變阻器兩端的電壓)為12V時,電壓表V1的示數(R2兩端的電壓)為2V,電路中的電流為0.2A,根據串聯電路的電壓特點和歐姆定律表示出電源的電壓,利用電源的電壓不變得出等式即可求出R1的阻值和電源的電壓,根據Q=I2Rt求出滑片移至最左端時10s內電流通過R1產生的熱量.
【詳解】
由電路圖可知,電阻R1、電阻R2、滑動變阻器串聯在電路中,電壓表V1測量R2兩端的電壓,電壓表V2測量R2和變阻器兩端的總電壓,電流表測量電路中的電流.
(1)當滑片P向右移動時,滑動變阻器連入的電阻變小,電路中的總電阻變小,
由可知,電路中的電流變大,
由U=IR可知,R1和R2兩端的電壓變大,因串聯電路中總電壓等於各分電壓之和,所以,電壓表V2的示數變小,結合圖乙可知,圖象中上半部分為電壓表V2示數變化圖線,下半部分為電壓表V1示數變化圖線;
(2)當滑片P移至最右端時,兩電壓表均測R2兩端的電壓,電路中的電流最大為I=0.6A,UV1=6V,
因串聯電路中總電壓等於各分電壓之和,
所以,電源的電壓:U=UV1+U1=6V+0.6A×R1﹣﹣﹣①
當滑片位於左端時,電壓表V2的示數(R2和變阻器兩端的電壓)UV2=12V時,電路中的電流I′=0.2A,則電源的電壓:U=UV2+U1′=12V+0.2A×R1﹣﹣﹣②
因電源的電壓不變,所以,由①②可得:R1=15Ω,U=15V,
滑片移至最左端時10s內電流通過R1產生的熱量:
Q1=(I′)2R1t=(0.2A)2×15Ω×10s=6J.
知識點:焦耳定律
題型:填空題
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