如圖所示電路,電源電壓保持不變,定值電阻R1=20Ω,R2=10Ω,R是滑動變阻器。當滑動變阻器滑片P移動到最...
問題詳情:
如圖所示電路,電源電壓保持不變,定值電阻R1=20Ω,R2=10Ω,R是滑動變阻器。當滑動變阻器滑片P移動到最右端,開關S1閉合,開關S2斷開時,電流表的示數為0.3A;當滑動變阻器滑片P移動到中點時,開關S1閉合S2斷開時,電壓表的示數為U1,保持滑動變阻器滑片P位置不變,開關S2閉合S1斷開時,電壓表的示數為U2,且U1:U2=2:3,求:
(1)電源電壓_____;
(2)滑動變阻器的最大阻值______;
(3)要使整個電路消耗的電功率為最小,請寫出:開關S1、S2的開閉狀態,滑動變阻器滑片P移動到的位置,並計算出最小電功率是多少_____?
【回答】
6V 20Ω 0.9W
【解析】(1)由圖知,滑片P移動到最右端,開關S1閉合,開關S2斷開時,電路中只有R1連入電路中,電流表測電路中電流,由歐姆定律可得,電源電壓:U=IR1=0.3A×20Ω=6V;(2)由圖知,當滑片P移動到中點時,開關S1閉合S2斷開時,R與R1串聯,電壓表測變阻器兩端電壓,由串聯電路特點和歐姆定律可得電壓表示數:U1=I′×R=×R,滑片P位置不變,開關S2閉合S1斷開時,R與R2串聯,電壓表仍測變阻器兩端電壓,電壓表示數:U2=I′×R=×R,由題知,U1:U2=2:3,即:(×R):(×R)=2:3,所以:,解得:R=20Ω;(3)因為R1>R2,根據串聯和並聯電路電阻的特點可知,當S1閉合、S2斷開,且滑片在左端時電路的總電阻最大,電源電壓一定,由P=可知,此時電路的總功率最小,Pmin==0.9W。
點睛:(1)由圖知,滑片P移動到最右端,開關S1閉合,開關S2斷開時,電路中只有R1連入電路中,由歐姆定律可求電源電壓;(2)滑片P移動到中點時,開關S1閉合S2斷開時, R與R1串聯,電壓表測變阻器兩端電壓;滑片P位置不變,開關S2閉合S1斷開時, R與R2串聯,電壓表仍測變阻器兩端電壓;由串聯電路特點和歐姆定律分別表示出兩次電壓表示數,根據兩次電壓表示數比計算;(3)電源電壓一定,由P=知當電路中電阻最大時功率最小,由此分析解答。
知識點:電功率
題型:計算題
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