图所示的电路,电源电压U恒定为3V,电阻R1=10Ω、R2=6Ω,导体棒DE总电阻为RDE=15Ω,开关闭合前...
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图所示的电路,电源电压U恒定为3V,电阻R1=10Ω、R2=6Ω,导体棒DE总电阻为RDE=15Ω,开关闭合前,滑片P与导体棒最左端接触。
(1)开关S1接M,S、S2闭合,求5min内电路消耗的电能;
(2)开关S1接N,S2断开,S闭合,移动滑片P的过程中,导体棒接入电路的电阻为Rx时,电压表V1示数为U1,电压表V2示数为U2,ΔU=U1-U2。请写出ΔU的字母表达式(用U、R1、R2、Rx表示),并求出ΔU的最大值。
【回答】
(1)450J;(2);0.75V
【解析】(1)开关S1接M,S、S2闭合,R1和导体棒DE并联,则R1在5min内电路消耗的电能为
W
导体棒DE在5 min内电路消耗的电能为
所以5min内电路消耗的电能
(2)开关S1接N,S2断开,S闭合,电路为串联电路,V1测R1和导体棒DE的电压,V2测R2和导体棒DE的电压,根据题可得
当电流最大时,ΔU最大,即当滑动变阻器阻值最小,电流最大为
则ΔU的字母表达式为
则
知识点:电功率
题型:计算题