Question

在圖所示的電路中，電源電壓為24伏且保持不變，電阻R的阻值為10歐．
求：①閉合電鍵S后電流表A的示數(shù)I．
②通電10秒，電阻R消耗的電功W．
③現(xiàn)有“50Ω 1A”、“10Ω 2A”的滑動(dòng)變阻器兩個(gè)，請(qǐng)選擇一個(gè)接入電路a、b、c、d中的某兩點(diǎn)，要求：電鍵S閉合后電流表示數(shù)變大，且為S斷開時(shí)的三倍．
選擇：將變阻器________接入電路中________兩點(diǎn)間，使變阻器接入電路的電阻值為________歐．
求出：電鍵閉合前、后，電流表示數(shù)的最大變化量△I．

Answer 1

“50Ω 1A”    ad    20
分析：（1）知道電源的電壓和R的阻值，根據(jù)歐姆定律求出電流表的示數(shù)；
（2）知道通過電阻的電流和兩端的電壓以及通電時(shí)間，根據(jù)W=UIt求出消耗的電能；
（3）電鍵S閉合后電流表示數(shù)變大說明開關(guān)與滑動(dòng)變阻器并聯(lián)，S閉合時(shí)電流表的示數(shù)是斷開時(shí)的三倍，根據(jù)歐姆定律可知斷開時(shí)電路中的總電阻是閉合時(shí)的三倍，據(jù)此判斷滑動(dòng)變阻器的位置和規(guī)格；開關(guān)閉合時(shí)電路為R的簡(jiǎn)單電路，開關(guān)閉合時(shí)電路中的電流為閉合時(shí)的，進(jìn)一步求出電流表示數(shù)的最大變化量．
解答：
①根據(jù)歐姆定律可得，閉合電鍵S后電流表A的示數(shù)：
I===2.4A；
②通電10秒，電阻R消耗的電功：
W=UIt=24V×2.4A×10s=576J；
③電鍵S閉合后電流表示數(shù)變大，則開關(guān)應(yīng)與滑動(dòng)變阻器并聯(lián)，即滑動(dòng)變阻器接到ad之間；
∵S閉合時(shí)電流表的示數(shù)是斷開時(shí)的三倍，
∴根據(jù)歐姆定律可知，斷開時(shí)電路中的總電阻是閉合時(shí)的三倍，即斷開開關(guān)時(shí)電路中的電阻等于3R=3×10Ω=30Ω，
故符合要求的滑動(dòng)變阻器為“50Ω 1A”；
滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻R_滑=30Ω-10Ω=20Ω；
開關(guān)斷開時(shí)電路中的電流I′=I=×2.4A=0.8A，
電鍵閉合前、后，電流表示數(shù)的最大變化量△I=I-I′=2.4A-0.8A=1.6A．
答：①閉合電鍵S后電流表A的示數(shù)為2.4A；
②通電10秒，電阻R消耗的電功為576J；
③“50Ω 1A”；ad；20；△I=1.6A．
點(diǎn)評(píng)：本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律、電功公式的靈活應(yīng)用，關(guān)鍵是根據(jù)題意得出滑動(dòng)變阻器的位置和開關(guān)閉合前后電路中總電阻的變化．