如图*所示电路,电源电压及灯泡L的电阻均不变,滑动变阻器的最大阻值为R1=20Ω.当S1、S2均闭合且滑片P滑...
问题详情:
如图*所示电路,电源电压及灯泡L的电阻均不变,滑动变阻器的最大阻值为R1=20Ω.当S1、S2均闭合且滑片P滑到b端时,电流表A1、A2的指针恰好指到同一位置,如图乙所示;当S1、S2均断开且滑片P置于滑动变阻器的中点时,电流表A1的示数为0.4A,求:
(1)电源电压;
(2)R2的电阻;
(3)整个电路消耗的最小电功率.
【回答】
【考点】欧姆定律的应用;电功率的计算.
【分析】(1)当S1、S2均闭合,滑片P滑到b端时,R2短路,灯L与R1并联,电流表A1测量干路电流,电流表A2测量通过灯泡L的电流.根据并联电路电流特点和电流表示数特点得到两只电流表的示数;已知滑动变阻器最大阻值和通过的电流,得到滑动变阻器两端电压,也就得到了电源电压;
(2)当S1、S2均断开,滑片P置于滑动变阻器的中点时,R2与Rap串联,电流表A1测量电路电流.已知电源电压和电路电流,可以得到串联电路总电阻;已知串联电路总电阻和滑动变阻器接入电路的电阻,两者之差就是R2的阻值;
(3)电源电压一定,要使整个电路消耗的功率最小,由公式P=知,电路总电阻最大.据此确定用电器连接方式并计算电功率大小.
【解答】解:
(1)S1、S2均闭合,滑片P滑到b端时,R2短路,灯L与R1并联.
由题图可得:I=1A,IL=0.2A,
所以I1=I﹣IL=1A﹣0.2A=0.8A,
由I=可知,
电源电压为U=I1R1=0.8A×20Ω=16V;
(2)S1、S2均断开,滑片P置于滑动变阻器的中点时,R2与Rap串联,
电路总电阻为R总==40Ω,
R2的阻值为R2=R总﹣=40Ω﹣×20Ω=30Ω;
(3)由P=可知:U一定,当R总最大时,电路功率P最小,
所以当S1、S2均断开且滑片P滑到b端时,R1与R2串联,此时R总最大,
R总=30Ω+20Ω=50Ω,
电路消耗的最小功率为P最小===5.12W.
答:
(1)电源的电压为16V;
(2)R2的电阻为30Ω;
(3)整个电路消耗的最小电功率为5.12W.
知识点:电功率
题型:计算题
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