Question

2．如图所示电路中，电源电压保持不变，定值电阻R₁=10Ω，滑动变阻器R₂的最大电阻为20Ω．闭合开关，当变阻器滑片P位于中点时，滑动变阻器R₂消耗的功率为0.9W．
试求：
（1）当变阻器滑片P位于中点时，电路中的电流；
（2）电源电压U；
（3）当滑片P滑至最右端时，通电10s整个电路消耗的电能．

Answer 1

分析 （1）当变阻器滑片P位于中点时，根据串联电路的电流特点和P=I²R表示出R₂消耗的功率即可求出电路中的电流；
（2）根据电阻的串联和欧姆定律求出电源的电压；
（3）当滑片P滑至最右端时，根据电阻的串联和W=$\frac{{U}^{2}}{R}$t求出通电10s整个电路消耗的电能．

解答 解：（1）当变阻器滑片P位于中点时，
因串联电路中各处的电流相等，
所以，由P=I²R可得，电路中的电流：
I=$\sqrt{\frac{{P}_{2}}{\frac{{R}_{2}}{2}}}$=$\sqrt{\frac{0.9W}{\frac{20Ω}{2}}}$=0.3A；
（2）因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，由I=$\frac{U}{R}$可得，电源的电压：
U=I（R₁+$\frac{{R}_{2}}{2}$）=0.3A×（10Ω+$\frac{20Ω}{2}$）=6V；
（3）当滑片P滑至最右端时，R₂接入电路中的电阻最大，
通电10s整个电路消耗的电能：
W=$\frac{（6V）^{2}}{10Ω+20Ω}$×10s=12J．
答：（1）当变阻器滑片P位于中点时，电路中的电流为0.3A；
（2）电源电压为6V；
（3）当滑片P滑至最右端时，通电10s整个电路消耗的电能为12J．

点评 本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式、电功公式的应用，是一道较为简单的应用题．