如图所示,电源电压不变,R0的阻值为5Ω,电流表量程是0~0.6A,电压表量程是0~3V,闭合开关,当滑动变阻器的电阻有接入电路中时,滑动变阻器消耗的功率为P1,电压表示数为2.5V;当滑片P移到中点时,滑动变阻器消耗的功率为P2,且P1:P2=9:8.求:
(1)当滑动变阻器的电阻有接入电路中时,电流表的示数是多少?
(2)电源电压是多少?
(3)定值电阻R0的最小功率和最大功率各是多少?
网友回答
解:(1)电流表的示数I===0.5A.
答:电流表的示数是0.5A.
(2)设R为滑动变阻器最大阻值,此时电路电流为I′,
所以==,
整理可得:I′=A,
因为电源电压不变,所以U=U0+I=I′R0+I′,
2.5V+0.5A×=A×5Ω+A×,
解得R=20Ω,
所以,
电源电压U=I(R0+R1)=0.5A×(5Ω+5Ω)=5V.
答:电源电压为5V.
(3)当滑动变阻器接入电路的阻值最大时,电阻R0的功率最小.
P最小===0.2W.
电路允许的最大电流为0.6A,定值电阻对应电压为U最大=I最大R0=0.6A×5Ω=3V,电压表刚好正常,所以定值电阻的最大功率为P最大=I最大2R0=(0.6A)2×5Ω=1.8W.
定值电阻的功率范围在0.2W~1.8W.
答:定值电阻R0的最小功率和最大功率各是0.2W和1.8W.
解析分析:(1)已知电阻与滑动变阻器串联,电压表测量电阻两端的电压,电流表测量总电流,根据公式I=可求电流表的示数.
(2)已知P1:P2=9:8,根据公式P=I2R和电源电压保持不变列出关系式求出滑动变阻器的最大阻值,进一步求出电源电压.
(3)当滑动变阻器接入电路的阻值最大时,电阻R0的功率最小,根据公式P=I2R可求最小功率,电路允许的最大电流为0.6A,求出此时定值电阻对应的电压看是否符合电压表的量程,再利用公式P=I2R求出定值电阻的最大功率.
点评:本题考查电流、电阻、电压以及电功率的计算,关键是公式及其变形的灵活运用,难点是根据电功率之比求电源电压,重点是能正确分析出电路的连接情况.