Question

12．如图所示的电路中，电源电压恒为15V，滑动变阻器R₂上标有“20Ω 1A”字样，R₁=10Ω，闭合S，R₁两端的电压为8V，求：
（1）通过R₂的电流；
（2）通电10s，电路所消耗的总电能；
（3）在移动滑动变阻器滑片P的过程中，电路能安全工作，R₂两端电压的最小值．

Answer 1

分析 由电路图可知，R₁与R₂串联．
（1）根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出通过R₂的电流；
（2）根据W=UIt求出通电10s电路所消耗的总电能；
（3）滑动变阻器接入电路中的电阻变小时，电路中的电流变大，R₁两端的电压变大，R₂两端的电压变小，根据变阻器的铭牌可知电路中的最大电流，根据欧姆定律求出R₁两端的电压，利用串联电路的电压特点求出R₂两端电压的最小值．

解答 解：由电路图可知，R₁与R₂串联．
（1）因串联电路中各处的电流相等，
所以，通过R₂的电流：
I₂=I=I₁=$\frac{{U}_{1}}{{R}_{1}}$=$\frac{8V}{10Ω}$=0.8A；
（2）通电10s电路所消耗的总电能：
W=UIt=15V×0.8A×10s=120J；
（3）当电路中的电流最大时，R₂两端的电压最小，
由滑动变阻器的铭牌可知，电路中的最大电流I_大=1A，
此时R₁两端的最大电压：
U₁=I_大R₁=1A×10Ω=10V，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，R₂两端的最小电压：
U₂=U-U₁=15V-10V=5V．
答：（1）通过R₂的电流为0.8A；
（2）通电10s，电路所消耗的总电能为120J；
（3）在移动滑动变阻器滑片P的过程中，电路能安全工作，R₂两端电压的最小值为5V．

点评 本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功公式的应用，要注意电路中最大电流的确定．