Question

在圖所示的電路中，滑動變阻器的最大阻值為20，電源電壓恒定不變。則當(dāng)開關(guān)S₁和S₂斷開，S₃閉合時(shí)，電流表的讀數(shù)為1A；當(dāng)開關(guān)S₁斷開，S₂和S₃閉合時(shí)，電流表的讀數(shù)為3A；當(dāng)開關(guān)S₁閉合，S₂和S₃斷開時(shí)，變阻器的滑片P從a端滑到中點(diǎn)c的過程中，電壓表讀數(shù)減少了4V。求當(dāng)開關(guān)S₁斷開，S₂和S₃閉合時(shí)，電阻R₁在1min40s內(nèi)產(chǎn)生的熱量為      J。

Answer 1

2×10³

試題分析：當(dāng)S₁和S₂斷開，S₃閉合時(shí)，電路為R₂的簡單電路，根據(jù)歐姆定律表示出電流表的示數(shù)；當(dāng)S₁斷開，S₂和S₃閉合時(shí)，R₁、R₂并聯(lián)，根據(jù)歐姆定律表示出干路電壓表的示數(shù)；）當(dāng)S₁閉合，S₂和S₃斷開時(shí)，R₁與R₃的最大阻值串聯(lián)，電壓表測R₃右側(cè)的電壓，根據(jù)歐姆定律表述出電壓表的示數(shù)，聯(lián)立方程即可得出R₁和R₂電阻值的大小；求出電源電壓U，利用焦耳定律推導(dǎo)公式t求電阻R₁在1min40s內(nèi)產(chǎn)生的熱量。 
解：設(shè)電源電壓為U
當(dāng)S₁和S₂斷開，S₃閉合時(shí)，等效電路如右（1）所示，則
電路中的電流 --------①
當(dāng)S₁斷開，S₂和S₃閉合時(shí)，等效電路如右（2）所示，則
干路電流 ------②
當(dāng)S₁閉合，S₂和S₃斷開時(shí)，等效電路如右（3）所示，則
---③
由①②③三式聯(lián)立方程組，解得：R₁=5Ω，R₂=10Ω，
U=I₂R₂=1A×10Ω=10V，
當(dāng)開關(guān)S₁斷開，S₂和S₃閉合時(shí)，如圖2，電阻R₁在1min40s內(nèi)產(chǎn)生的熱量：
。
點(diǎn)評：題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)、并聯(lián)電路的特點(diǎn)、歐姆定律的應(yīng)用和焦耳定律的應(yīng)用，關(guān)鍵是開關(guān)閉合、斷開時(shí)電路組成的判斷。