科技小组的同学们设计了一个多档位的电热器模型,电路实物连接示意图如图所示,电路中电源两端电压保持不变,滑动变阻器的最大阻值为R0.将滑动变阻器的滑片P置于B端,且只闭

发布时间:2020-07-29 12:05:04

科技小组的同学们设计了一个多档位的电热器模型,电路实物连接示意图如图所示,电路中电源两端电压保持不变,滑动变阻器的最大阻值为R0.将滑动变阻器的滑片P置于B端,且只闭合开关S1时,电压表V1的示数为U,电流表的示数I1为0.2A;将滑动变阻器的滑片P置于中点M,断开开关S1,闭合开关S2时,电压表V1的示数为U,电流表的示数为I2,R2消耗的电功率P2为2.7W.
(1)求电流表的示数I2;
(2)求电阻R2的阻值;
(3)将滑动变阻器的滑片P置于A端,闭合开关S1和开关S2时,电压表V2的示数为3U,求此时R1消耗的电功率P1.

网友回答

解:将滑片P置于变阻器的B端,且只闭合开关S1时,等效电路如图(甲)所示; 滑片P置于变阻器的中点M,且只闭合开关S2时,等效电路如图(乙)所示;
将滑片P置于变阻器的A端,且开关S1、S2都闭合时,等效电路如图(丙)所示.

(1)由图甲得:I1=----①
由图乙得:I2==-----②
则得:=×=;
又I1=0.2A,故I2=0.3A;
(2)由图乙得:R2===30Ω;
(3)由图乙、图丙得:U2=3U-=,
则==,
则=R2,
即R0=R2=20Ω,
由图乙得,电源电压:U总=I2(R2+)=0.3A×(30Ω+10Ω)=12V,
由U总=3U=12V得:U=4V,
由图甲得:U1=U总-U=3U-U=2U=8V,
则R1===40Ω,
此时R1消耗的电功率P===3.6W.
答:(1)求电流表的示数I2=0.3A;
(2)求电阻R2的阻值为30Ω;
(3)将滑动变阻器的滑片P置于A端,闭合开关S1和开关S2时,电压表V2的示数为3U,此时R1消耗的电功率P1=3.6W.

解析分析:分析清各电路元件的连接关系,画出等效电路图,然后由根据串并联电路的特点及欧姆定律列方程求解.(1)滑片P置于B端,且只闭合开关S1时,此时滑动变阻器最大阻值R0与定值电阻R1串联,电压表V1测滑动变阻器两端电压;(2)滑片P置于中点M,且断开开关S1,闭合S2时,滑动变阻器最大阻值R0的二分之一与定值电阻R2串联,电压表V1测滑动变阻器两端电压,电压表V2测R2两端电压;(3)滑片P置于A端,且闭合开关S1和S2,此时R1与R2并联,电压表V2测R2两端电压,电流表测干路电流.

点评:本题考查了电路的分析与计算,电路图比较复杂,分析清各电路元件的连接关系,画出等效电路图是个难点,也是解题的关键,要注意总结电路分析方法.
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