如图*所示的电路中,电源电压保持不变.闭合开关,将变阻器滑片从一端移动到另一端的过程中,两只电压表与电流表示数...
问题详情:
如图*所示的电路中,电源电压保持不变.闭合开关,将变阻器滑片从一端移动到另一端的过程中,两只电压表与电流表示数的变化关系图线如图乙所示,则电源电压为_____V,滑片移至最左端时10s内电流通过R1产生的热量为_____J.
【回答】
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【分析】
由电路图可知,电阻R1、电阻R2、滑动变阻器串联在电路中,电压表V1测量R2两端的电压,电压表V2测量R2和变阻器两端的总电压,电流表测量电路中的电流.
(1)当滑片P向右移动时,滑动变阻器连入的电阻变小,从而使电路中的总电阻变小,根据欧姆定律可知,电路中的电流变大,R1和R2两端的电压变大,由串联电路电压的特点可知,R2和变阻器两端的总电压变小,由此可知图象中上半部分为电压表V2示数变化图线,下半部分为电压表V1示数变化图线;
(2)由图象可知,当滑片P移至最右端,滑动变阻器连入电阻为0,此时电路中的总电阻最小,电路中的电流最大为0.6A,此时两电压表的示数都为6V,根据串联电路的特点和欧姆定律表示出电源的电压;当电压表V2的示数(R2和变阻器两端的电压)为12V时,电压表V1的示数(R2两端的电压)为2V,电路中的电流为0.2A,根据串联电路的电压特点和欧姆定律表示出电源的电压,利用电源的电压不变得出等式即可求出R1的阻值和电源的电压,根据Q=I2Rt求出滑片移至最左端时10s内电流通过R1产生的热量.
【详解】
由电路图可知,电阻R1、电阻R2、滑动变阻器串联在电路中,电压表V1测量R2两端的电压,电压表V2测量R2和变阻器两端的总电压,电流表测量电路中的电流.
(1)当滑片P向右移动时,滑动变阻器连入的电阻变小,电路中的总电阻变小,
由可知,电路中的电流变大,
由U=IR可知,R1和R2两端的电压变大,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,电压表V2的示数变小,结合图乙可知,图象中上半部分为电压表V2示数变化图线,下半部分为电压表V1示数变化图线;
(2)当滑片P移至最右端时,两电压表均测R2两端的电压,电路中的电流最大为I=0.6A,UV1=6V,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,电源的电压:U=UV1+U1=6V+0.6A×R1﹣﹣﹣①
当滑片位于左端时,电压表V2的示数(R2和变阻器两端的电压)UV2=12V时,电路中的电流I′=0.2A,则电源的电压:U=UV2+U1′=12V+0.2A×R1﹣﹣﹣②
因电源的电压不变,所以,由①②可得:R1=15Ω,U=15V,
滑片移至最左端时10s内电流通过R1产生的热量:
Q1=(I′)2R1t=(0.2A)2×15Ω×10s=6J.
知识点:焦耳定律
题型:填空题
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