如图,电源电压恒定,R1、R2是定值电阻,R1=10Ω,滑动变阻器R3标有“20Ω 0.5A”字样.只闭合开关...
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如图,电源电压恒定,R1、R2是定值电阻,R1=10Ω,滑动变阻器R3标有“20Ω 0.5A”字样.只闭合开关S1,电流表的示数为0.9A;再闭合开关S2、S3,电流表的示数变为1.5A,求:
(1)电源电压、R2电阻值;
(2)开关S1、S2、S3都闭合时,R2在10s内产生的热量;
(3)只闭合开关S3,移动变阻器滑片时,R1的电功率变化范围.
【回答】
(1)9V,15Ω (2)54J (3)0.9-2.5W
【详解】
(1)由电路图知,只闭合开关S1时,只有R1连入电路,由欧姆定律可得电源电压
U=I1R1=0.9A×10Ω=9V
由电路图知,开关S1、S2、S3都闭合时,变阻器短路,R1与R2并联,电流表测干路电流, 因为并联电路支路间互不影响,所以通过R1的电流不变,仍然为0.9A,则通过R2的电流
I2=I-I1=1.5A-0.9A=0.6A
且
U=U1=U2=9V
由欧姆定律可得R2的电阻值
(2)开关S1、S2、S3都闭合时,R1与R2并联,在10s内R2产生的热量
Q2=W2=UI2t=9V×0.6A×10s=54J
(3)由图可知,只闭合开关S3,R1、R3串联,若滑片在右端时,只有R1连入电路,此时电路中电流0.9A,由变阻器规格可知其允许通过的最大电流为0.5A,因串联电路中电流处处相等,所以电路中的最大电流为0.5A,此时R1的电功率最大,则
P1最大=I最大2R1=(0.5A)2×10Ω=2.5W
当滑片在左端时,变阻器连入阻值最大,电路中电流最小,此时R1的功率最小,电路中的最小电流
所以
P1最小=I小2R1=(0.3A)2×10Ω=0.9W
所以R1电功率变化范围为
0.9W~2.5W
答:(1)电源电压为9V;R2=15Ω; (2)开关S1、S2、S3都闭合时,R2在10s内产生的热量为54J; (3)只闭合开关S3,移动变阻器滑片时,R1的电功率变化范围0.9W~2.5W。
知识点:欧姆定律
题型:计算题
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