Question

如图甲所示，电阻R₁的阻值为10Ω，滑动变阻器R₂上标有“10Ω 1A”字样，闭合开关S后，电流表A₁的示数为0.6A。

(1)求电源电压U；

(2)R₁在10min内消耗的电能；

(3)若将另一只电流表A₂串联接入该电路a、b或c中的某一处，移动滑动变阻器R₂的滑片P至某一处，使电流表A₂的指针停留在图乙所示的位置。请指出电流表A₂所有可能连接的位置，并计算出此时变阻器接入电路的阻值R₂。

Answer

(1)6V；(2)2160J；(3)b→4Ω；c→6.67Ω

【解析】

(1)由电路图可知，电阻R1和变阻器R2并联，电流表A1测R1支路的电流，由欧姆定律和并联电路的特点可得，电源电压

U=U2=U1=I1R1=0.6A×10Ω=6V

(2)R1在10min内消耗的电能

W1=U1I1t=6V×0.6A×10×60s=2160J

(3)由图乙可知：电流表A2的示数为0.3A或1.5A；若将电流表A2串联接入该电路a处，则它与R1串联，它测得的电流应为0.6A，与题意不符，故排除这种假设；若将电流表A2串联接入该电路b处，则它与R2串联；由于R2的最大阻值是10Ω，因此通过R2的最小电流

I2最小==0.6A

所以电流表A2的示数不可能为0.3A（排除）；则电流表A2的示数可以为1.5A，此时滑动变阻器连入电路的电阻为

R2==4Ω

若将电流表A2串联接入该电路c处，则它串联在干路上，因此通过电流表A2的电流应大于R1中的电流（0.6A），所以总电流应大于0.6A，即电流表示数为1.5A，根据并联电路的电流特点可知

I2=I总-I1=1.5A-0.6A=0.9A

此时滑动变阻器连入电路的电阻为

R2′=≈6.67Ω

答：(1)电源电压为6V；

(2)R1在10min内消耗的电能为2160J；

(3)电流表A2连接b处时，滑动变阻器接入电路的阻值为4Ω；电流表A2连接c处时，滑动变阻器接入电路的阻值为6.67Ω。