如图所示,电源电压不变,当滑动变阻器的滑片P在A端,闭合S1、S2,断开S3、S4时,电流表示数为0.4A,R2的功率为P2;滑片P仍在A端,闭合S1、S2、S4,断

发布时间:2020-07-29 14:51:56

如图所示,电源电压不变,当滑动变阻器的滑片P在A端,闭合S1、S2,断开S3、S4时,电流表示数为0.4A,R2的功率为P2;滑片P仍在A端,闭合S1、S2、S4,断开S3时,电路的总功率为1.5P2;当滑片P在B端,闭合S1、S2,断开S3、S4时,R2的功率为0.25P2;滑片P仍在B端,闭合S1、S3,断开S2、S4时,变阻器的功率为0.5W,此时R1的功率为P1.
求:
(1)R1与R2的电阻比;
(2)P在B端,闭合S1、S3,断开S2、S4时,R1的功率P1;
(3)滑动变阻器的最大阻值.

网友回答

(1)P在A端,闭合S1、S2,断开S3、S4时的等效电路图如图甲,此时电路中的电流为I1,
P在A端,闭合S1、S2、S4,断开S3时的等效电路图如图乙,此时电路中的电流为I2

由图甲、图乙可知:R2两端电压保持不变,图乙中R2的电功率仍为P2,
则可知图乙中R1的电功率为0.5P2,
由并联电路特点可知,R1、R2功率比与电阻成反比,
可知==---------①
(2)P在B端,闭合S1、S2,断开S3、S4时的等效电路图如图丙,此时电路中的电流为I3,
由已知条件R2的功率为0.25P2得,
=
即=-------------------②
==
解得:R2=RP--------------③
联立①②,得:R1=2RP
P在B端,闭合S1、S3,断开S2、S4时的等效电路图如图丁,此时电路中的电流为I4,
由P=I2R可得==2,
所以P1=2PP=2×0.5W=1W;
(3)因电源的电压不变,
所以U=I1R2=I4(R1+R2+RP)
由①③式和I1=0.4A代入可得:I4=0.1A
代入PP=I42RP=0.5W,
可得RP=50Ω.
答:R1与R2的电阻比为2:1;R1的功率为1W;滑动变阻器的最大阻值为50Ω.
解析分析:(1)P在A端,闭合S1、S2,断开S3、S4时,电路为R2的简单电路;P在A端,闭合S1、S2、S4,断开S3时,R1、R2并联;因两种情况下R2两端电压保持不变,功率不变,求出R1的电功率;再根据P=求出R1与R2的电阻比;(2)P在B端,闭合S1、S2,断开S3、S4时,滑动变阻器的最大阻值RP与R1串联;根据R2的功率和P=I2R求出其电路中的电流与第一种情况电路中电流的比值,再根据欧姆定律和电源的电压不变求出R2的阻值,进一步求出三电阻的阻值关系;P在B端,闭合S1、S3,断开S2、S4时,两电阻与滑动变阻器的最大阻值串联;根据串联电路各处的电流相等和P=I2R,利用变阻器的功率求出R1的功率;(3)根据电源的电压不变和三电阻之间的关系,求出最后一种情况下电路中的电流,根据P=I2R和变阻器的功率求出滑动变阻器的最大阻值.

点评:本题目难度很大,需要学生先化简电路图,就开关断开闭合时画出合适的电路图,并且结合电功率公式及其相关的比例关系,利用数学知识解决相关知识点.题目大并且难,比较拔高.
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