在如图所示电路中,电压表的示数是3V,电流表的示数是0.15A,接入电路中的滑动变阻器的电阻是30Ω,通电10s.求:
①电阻R1的阻值多大?
②滑动变阻器两端的电压是多大?
③除上述问题,利用前面条件还可求出另外的哪些物理量?请你求出其中的两个.
网友回答
解:由电路图可知,定值电阻R1与滑动变阻器串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流.
①根据欧姆定律可得,电阻R1的阻值:
R1===20Ω;
②滑动变阻器两端的电压:
U滑=IR滑=0.15A×30Ω=4.5A;
③利用前面条件还可求出:电源的电压U,电路的总电阻R,R1的电功率和消耗的电能,滑动变阻器的电功率和消耗的电能,电源的电功率和消耗的电能;
A.∵串联电路中总电压等于各分电压之和,
∴电源的电压U=U1+U滑=3V+4.5V=7.5V;
B.∵串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
∴R=R1+R滑=20Ω+30Ω=50Ω;
C.R1的电功率:
P1=U1I=3V×0.15A=0.45W,
10s内消耗的电能:
W1=P1t=0.45W×10s=4.5J;
D.滑动变阻器的电功率:
P滑=U滑I=4.5V×0.15A=0.675W,
10s内消耗的电能:
W滑=P滑t=0.675W×10s=6.75J;
E.电源的电功率:
P=UI=7.5V×0.15A=1.125W,
10s内消耗的电能:
W1=P1t=1.125W×10s=11.25J.
答:①电阻R1的阻值为20Ω;
②滑动变阻器两端的电压是4.5V;
③除上述问题,利用前面条件还可求出:电源的电压7.5V,电路的总电阻50Ω,R1的电功0.45W和消耗的电能4.5J,滑动变阻器的电功率0.675W和消耗的电能6.75J,电源的电功率1.125W和消耗的电能11.25J.
解析分析:由电路图可知,定值电阻R1与滑动变阻器串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流.
(1)根据欧姆定律求出电阻R1的阻值;
(2)再根据欧姆定律求出滑动变阻器两端的电压;
(3)根据串联电路的特点可求电源的电压和电路中的总电阻,根据P=UI可求R1、滑动变阻器、电源的电功率,根据W=Pt可求三者10s内消耗的电能.
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,关键是学生对相关知识的掌握和灵活应用.