如图所示,电源电压保持不变,滑动变阻器最大值为R1=40Ω,小灯泡的电阻为10Ω且保持不变.当S1、、S2均闭合且滑片P?滑到b?端时,电流表?A1、A2的示数之比为

发布时间:2020-07-29 19:07:14

如图所示,电源电压保持不变,滑动变阻器最大值为R1=40Ω,小灯泡的电阻为10Ω且保持不变.当S1、、S2均闭合且滑片P?滑到b?端时,电流表?A1、A2的示数之比为3:2;当S1、S2均断开且滑片P置于滑动变阻器中点时,小灯泡?L的功率为10W.求:
(1)电阻R2的阻值;
(2)当S1、S2均闭合且滑片P?在b?端时,电压的示数;
(3)整个电路消耗的最小电功率.

网友回答

解:(1)当S1、S2均闭合且滑片P滑到b端时,小灯泡L短路,R1、R2并联,A1测总电流I,A2测R2电流I2
因为I:I2=3:2,根据并联电路电流规律:I=I1+I2,得I1=I-I2
所以:
由于R1与R2并联,电压相等,所以电流与电阻成反比,即
所以:;
(2)当S1、S2均断开且滑片P置于变阻器中点时,小灯泡L和R1串联
根据:P=I2RL可得I===1A
滑片在中点时,R1=20Ω
根据串联电路电阻规律:R=R1+RL=20Ω+10Ω=30Ω
电源电压:U=IR=1A×30Ω=30V
当S1、S2均闭合且滑片P在b端时,电压表测电源电压,所以电压表示数U示=30V;
(3)当S1、S2均断开且滑片P滑到端b时,电路总电阻最大,电路消耗电功率最小
电路总电阻:R′=R1′+RL=40Ω+10Ω=50Ω
电路总功率:P===18W;
答:(1)电阻R2的阻值是20Ω.
(2)当S1、S2均闭合且滑片P在b端时,电压表的示数是30V.
(3)整个电路消耗的最小电功率是18W.

解析分析:分析电路图时,先简化电路,把电流表看作导线,把电压表看作开路,只分析用电器的连接方式.(1)当S1、S2均闭合且滑片P滑到b端时,此时小灯泡L被短路,变阻器R1与电阻R2并联.电流表A1测干路电流,A2测R2电流,已知两表示数之比,我们根据并联电路电流规律得出R1中的电流与R2的电流之比,然后我们根据并联电路电流分配规律得出电阻之比,最后就得出R2的阻值了.(2)当S1、S2均闭合且滑片P?在b?端时,此时小灯泡L被短路,变阻器R1与电阻R2并联,电压表并联在R1、R2两端,测的既是R1、R2两端电压,也是电源电压.而要算R1或R2的电压,由于两条支路的电流都不知道,所以无法通过算R1或R2的电压来得出电压表的示数.我们根据电源电压不变这一点去分析,所以接下来我们要考虑分析当S1、S2均断开且滑片P置于滑动变阻器中点时电路的情况.此时变阻器R1与灯泡L串联.变阻器的滑片P在中点时,此时R1的阻值是20Ω,小灯泡L的电阻和电功率已知,我们用公式P=I2R的变形公式I=可以计算出电流,然后根据串联电路的电阻规律,求出总电阻,最后用公式U=IR计算出电源电压.(3)根据P=,在电源电压一定时,电功率与电阻的关系是成反比.要求最小电功率,先求最大总电阻.那么哪种情况下电路的总电阻最大?根据串联电路的电阻规律和并联电路的电阻规律可知,串联时的总电阻比并联时的总电阻大.则当S1、S2均断开时,且把滑片滑到b端时,电路的总电阻最大.

点评:本题综合性较强,考查的内容较多.会辨别串、并联,会用欧姆定律计算,会用电功率公式计算,知道串、并联电路的电压规律,电流规律,电阻规律.本题难点在第二问,要用到电功率的一个变形公式:P=I2R求解.需要注意的是:P=I2R和P=这两个公式在电功率计算题里要经常用到.
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