Question

如圖所示電路，電源電壓不變，燈泡L標(biāo)有“6V 0.5A”字樣。當(dāng)S閉合，S₁、S₂斷開(kāi)，滑片P從b端滑到中點(diǎn)時(shí)，電流表的示數(shù)變化了0.1A，此時(shí)電壓表的示數(shù)為6V；保持滑片P的位置不變，閉合S₁、S₂，電流表的示數(shù)又變化了2A；（不考慮溫度對(duì)燈泡電阻的影響）。

請(qǐng)你通過(guò)以上的文字說(shuō)明和相關(guān)數(shù)據(jù)，求：

 

(1)電源電壓和滑動(dòng)變阻器R的最大阻值是多少？

(2)當(dāng)閉合S、S₁、S₂ 時(shí)，定值電阻R₀ 工作1分鐘消耗的電能是多少？

 

Answer 1

【答案】

（1）R=8Ω    U總=8V  (2)、240J

【解析】

（1）、由于不考慮溫度對(duì)燈泡電阻的影響，所以：R_L =U/I=6V/0.5A=12Ω

當(dāng)S閉合，S₁、S₂斷開(kāi)，P片在中點(diǎn)時(shí)，L與R串聯(lián)，則：U₁=6V；I=0.5A

U_總=U₁+U₂=6V+0.5A×0.5R………………………………①

當(dāng)S閉合，S₁、S₂斷開(kāi)，P片在b端時(shí)，電流為：I`=I-△I=0.5A－0.1A=0.4A

這時(shí)，電源電壓為：U_總=U₁^{`</sup>+U<sub>2</sub><sup>`}=I^`R_L＋I(xiàn)^``R=0.4A×12Ω＋0.4A×R…………②

因?yàn)殡娫措妷罕３植蛔�，由①②兩式解得：R=8Ω    U_總=8V

(2)、當(dāng)滑片P在中點(diǎn)，閉合開(kāi)關(guān)S₁、S₂時(shí)，R₀與R并聯(lián)；U₀=U_R=U_總=8V

I_總=I＋△I₂=0.5A＋2A=2.5A；      I_R=U/R=8V/4Ω=2A

I=I_總－I_R=2.5A－2A=0.5A；  R₀= U/I= 8V/0.5A=16Ω;  Q=I²Rt=(0.5A)²  ×16Ω×60s=240J