Question

如图所示电源电压保持不变，R₁与R₂都是定值电阻，R为滑动变阻器，当S₁闭合、S₂接a、滑动变阻器滑片置于最左端时，电压表示数为6V，电流表示数为0.3A；当S₁闭合、S₂接b、滑动变阻器滑片置于中点时，电压表示数减小了4V；电流表示数增加了0.1A；则R₂的阻值是_____Ω，再将滑动变阻器滑片置于最右端，通电1min时，电路消耗的电能为_____J。

Answer

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【解析】

[1]由图知，当S1闭合、S2接a、滑动变阻器滑片置于最左端时，R1、R2和变阻器的最大阻值R串联，电压表测量R1与R2两端的总电压，电流表测量电路中的电流，此时电压表示数为6V，电流表示数为0.3A；

当S1闭合、S2接b、滑动变阻器滑片置于中点时，R1、R2和变阻器的一半阻值R串联，电压表只测量R2两端的电压，电流表测量电路中的电流；由于电压表示数减小了4V，则此时R2两端的电压

U2=6V−4V=2V

由于电流表示数增加了0.1A，则此时电路中的电流

I2=0.3A+0.1A=0.4A

由I=可得R2的阻值

R2===5Ω

[2]当S2接a、滑动变阻器滑片置于最左端时，由I=可得R1与R2的总电阻

R1+ = ==20Ω

根据串联电路的特点和欧姆定律可得，电源电压

U=U1+ +I1R

即

U=6V+0.3A×R−−−−−−①

同理可得，当S2接b、滑动变阻器滑片置于中点时，电源电压

U=I2(R1+ +R)

即

U=0.4A(20Ω+R)− −−②

解①②得：U=12V，R=20Ω，

当S2接b、滑动变阻器滑片置于最右端时，R1、R2串联，此时电路消耗的总功率

P总==7.2W

通电1min时，电路消耗的电能为

W=Pt=7.2W