Question

【題目】如圖甲所示電路中，電源電壓為9V不變，R1是定值電阻，R2 由三段材料不同、橫截面積相同的均勻?qū)�體EF、FG、GH制作而成，其中一段是銅絲，其電阻可忽略不計(jì)，另兩段是電阻絲，其阻值與自身長度成正比，P是與R2良好接觸并能移動(dòng)的滑動(dòng)觸頭。閉合開關(guān)S1斷開S2，將P從H端移到E端時(shí)，電流表示數(shù)I與P向左移動(dòng)的距離x之間的關(guān)系如圖乙所示。問：

(1)電阻R1的阻值是多少？電阻R2的總電阻是多少？

(2)當(dāng)x的值為30 cm時(shí)，電流表的示數(shù)是多少？

(3)當(dāng)電壓表的示數(shù)為4 V時(shí)，在20 s內(nèi)電流通過R2產(chǎn)生的熱量是多少？

(4)當(dāng)P移動(dòng)到最左端E處時(shí)，閉合開關(guān)S1和S2.電阻R2消耗的電功率與電路消耗的總電功率之比是多少？

Answer 1

【答案】(1) 10Ω；20Ω；(2) 0.64A；(3) 40J；(4) 1∶3

【解析】

(1)當(dāng)P移到E端時(shí)，均勻?qū)�體沒有接入電路，只有電阻R1工作，電路電阻最小，電流最大，由圖可知，此時(shí)通過電阻電流為0.9A，則電阻R1的阻值是

當(dāng)P移到H端時(shí)，均勻?qū)�體全部接入電路，電路電阻最大，電流最小，由圖可知，此時(shí)通過電路電流為0.3A，則R1電壓為

根據(jù)串聯(lián)電路的分壓規(guī)律，R2電壓為

R2的阻值為

(2)由圖可知，當(dāng)x在15cm~25cm，電流不變，即FG為銅導(dǎo)線，當(dāng)x的值為30 cm時(shí)，P在EF中點(diǎn)，因?yàn)閷?dǎo)線阻值與自身長度成正比，所以起到作用的長度為

整段導(dǎo)體起作用的總長為

L=15cm+(35cm-25cm)=25cm

則當(dāng)x的值為30 cm時(shí)，該段電阻為

電流表示數(shù)為

(3)電壓表的示數(shù)為4 V時(shí)，即R1電壓為4V，則R2電壓為

根據(jù)串聯(lián)電路的電流規(guī)律

則在20 s內(nèi)電流通過R2產(chǎn)生的熱量是

(4)當(dāng)P移動(dòng)到最左端E處時(shí)，R1和R2并聯(lián)，則

電阻R2消耗的電功率與電路消耗的總電功率之比是

答：(1)電阻R1的阻值是10Ω。電阻R2的總電阻是20Ω。

(2)當(dāng)x的值為30 cm時(shí)，電流表的示數(shù)是0.72A。

(3)當(dāng)電壓表的示數(shù)為4 V時(shí)，在20 s內(nèi)電流通過R2產(chǎn)生的熱量是40J。

(4)當(dāng)P移動(dòng)到最左端E處時(shí)，閉合開關(guān)S1和S2.電阻R2消耗的電功率與電路消耗的總電功率之比是1∶3。