问题 填空题

在图所示的电路中,滑动变阻器的最大阻值为20,电源电压恒定不变。则当开关S1和S2断开,S3闭合时,电流表的读数为1A;当开关S1断开,S2和S3闭合时,电流表的读数为3A;当开关S1闭合,S2和S3断开时,变阻器的滑片P从a端滑到中点c的过程中,电压表读数减少了4V。求当开关S1断开,S2和S3闭合时,电阻R1在1min40s内产生的热量为      J。

答案

2×103

题目分析:当S1和S2断开,S3闭合时,电路为R2的简单电路,根据欧姆定律表示出电流表的示数;当S1断开,S2和S3闭合时,R1、R2并联,根据欧姆定律表示出干路电压表的示数;)当S1闭合,S2和S3断开时,R1与R3的最大阻值串联,电压表测R3右侧的电压,根据欧姆定律表述出电压表的示数,联立方程即可得出R1和R2电阻值的大小;求出电源电压U,利用焦耳定律推导公式t求电阻R1在1min40s内产生的热量。 

解:设电源电压为U

当S1和S2断开,S3闭合时,等效电路如右(1)所示,则

电路中的电流 --------①

当S1断开,S2和S3闭合时,等效电路如右(2)所示,则

干路电流 ------②

当S1闭合,S2和S3断开时,等效电路如右(3)所示,则

---③

由①②③三式联立方程组,解得:R1=5Ω,R2=10Ω,

U=I2R2=1A×10Ω=10V,

当开关S1断开,S2和S3闭合时,如图2,电阻R1在1min40s内产生的热量:

点评:题考查了串联电路的特点、并联电路的特点、欧姆定律的应用和焦耳定律的应用,关键是开关闭合、断开时电路组成的判断。

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