问题
计算题
如图所示的电路中，电源两端电压U保持不变．当闭合开关S后，将滑动变阻器的滑片P置于a端时（a、b是滑动变阻器的两个端点），电压表的示数为U1，电流表的示数I1为1A，电阻R1消耗的电功率P1为6W，电阻R2消耗的电功率为P2．当闭合开关S后，将滑动变阻器的滑片P置于b端时，电压表的示数为U2，电流表的示数为I2，电阻R2消耗的电功率为P2′．已知P2：P2′=1：9，U1：U2=7：3．求：
（1）电流表的示数I2为多少安？
（2）电源两端的电压U为多少伏？
（3）当闭合开关S后，将滑动变阻器的滑片P置于滑动变阻器中点时，通电2min，电阻R 放出的热量为多少焦？
答案
解：
设滑动变阻器的最大阻值为R3，当闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P置于a端时，等效电路如图甲所示；当闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P置于b端时，等效电路如图乙所示．
（1）由图甲得：R1=
=
=6Ω，
由图甲、乙得：
=
=
=
，即
=
，
解得：I2=3A；
（2）
=
=
=
解得：R3=6R2，根据电源两端电压不变，
由图甲、乙得：I1（R1+R2+R3）=I2（R1+R2），
解得：R2=3Ω，
根据图乙得：U=I2（R1+R2）=3A×（6Ω+3Ω）=27V；
（3）当闭合开关S后，将滑动变阻器的滑片P置于滑动变阻器中点时，
通过R2的电流I=
=
=
A，
通电2min，电阻R2放出的热量：Q=I2R2t=
×3Ω×2 ×60s=810J．