如图*所示电路,当滑动变阻器的滑片从一端滑到另一端的过程中,两电压表的读数随电流表读数的变化情况如图乙中的AC...
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如图*所示电路,当滑动变阻器的滑片从一端滑到另一端的过程中,两电压表的读数随电流表读数的变化情况如图乙中的AC、BC两直线所示.求:
(1)定值电阻R2的阻值及电源电压
(2)滑片从一端滑到另一端的过程中,滑动变阻器消耗的最大功率
【回答】
(1)3Ω;8V;(2)4W
【详解】
由电路图可知,R1、R2、R3串联,电压表V1测R2和R3两端的电压之和,电压表V2测R2两端的电压,电流表测电路中的电流.
(1)滑片右移时,变阻器接入电路中的电阻变大,电路中的总电阻变大,由I=可知,电路中的电流变小,即电流表的示数变小,由U=IR可知,R1和R2两端的电压变小,则电压表V2的示数变小,因串联电路中总电压等于各分电压之和,且R1两端的电压变小,所以R2和R3两端的电压之和变大,即电压表V1的示数变大,所以图乙中AC表示电压表V2与电流表A示数的关系,BC表示电压表V1与电流表A示数的关系,则当滑片位于右端时,总电阻最大,电路中电流最小,由图象可知,电流表A的示数I小=0.5A,电压表V1的示数U1=7.5V,电压表V2的示数U2=1.5V,由I=可得,定值电阻R2与变阻器的总电阻分别为:R2===3Ω;当R3接入电路中的电阻最大时,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,电源的电压:U=U1+I小R1=7.5V+0.5A×R1,当滑片位于左端时,总电阻最小,电路中的电流最大,由图乙可知,U′1=U′2=6V,电路中的电流I大=2A,则电源的电压:U=U′1+I大R1=6V+2A×R1,因电源的电压不变,所以,7.5V+0.5A×R1=6V+2A×R1,解得:R1=1Ω,电源的电压:U=U1+I小R1=7.5V+0.5A×1Ω=8V;
(2)设R=R2+R1=3Ω+1Ω=4Ω,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,电路中的电流:I=,则变阻器消耗的电功率:P=I2R3=()2R3====,当R3=R=4Ω时,变阻器消耗的电功率最大,则P大===4W.
知识点:电功率
题型:计算题
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