电源电压为25V且保持不变,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,其上标有“50Ω2A”的字样,电流表A1的量程为...
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电源电压为25V且保持不变,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,其上标有“50Ω 2A”的字样,电流表A1的量程为0~0.6A,电流表A2的量程为0~3A,灯泡L标有“5V 1W”的字样.
(1)灯泡L正常工作时的电流是多大?
(2)闭合S,断开S1、S2,灯泡恰好正常工作,求R1的阻值.
(3)S、S1、S2均闭合,求滑动变阻器R2连入电路的阻值为多大时电路功率最大?并求出此种情况下电路1min消耗的电能.
【回答】
(1)0.2A;(2)100Ω;(3)12.5Ω, 3375J.
【解析】试题分析:(1)I额=P额/U额=1W/5V=0.2A
(2)闭合S、断开S1、S2,R1与L串联,灯泡正常工作,UR1+UL=25V,
由于UL=5V,IL=0.2A,则定值电阻的电阻大小为
R1=U1/I1=(25V-5V)/0.2A=100Ω
(3)S、S1、S2均闭合时,电路电压为25V,R1与R2并联,且P总="P"R1+PR2,此时
通过R1的电流是一个定值,大小为IR1=UR1/R1=25V/100Ω=0.25A,
R1的电功率为PR1=U R1IR1=25V×0.25A=6.25W
如果电路干路中的电流为电流表A2允许通过的最大电流3A,而R1的电流为0.25A,这时R2通过的电流为IR2=I总-IR1=3A-0.25A=2.75A>2A(滑动变阻器R2允许通过的最大电流),所以R2中能通过的最大电流为2A,于是此时滑动变阻器R2连入电路的阻值为R2=U/IR2大=25V/2A=12.5Ω
R2最大功率为PR2大=UIR2大=25V×2A=50W
从而电路中最大功率为P总大="P"R1+PR2大=6.25W+50W=56.25W
电路1分钟消耗的电能最大值W=P总大t="56.25" W×60s=3375J
答:(1)灯泡正常工作时的电流是0.2A;(2)R1的阻值为100Ω;(3)滑动变阻器R2为12.5Ω时电路功率最大,此时电路1分钟消耗的电能值是3375J.
【考点定位】欧姆定律 电功率计算
知识点:电功率
题型:计算题
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