問題詳情:
在圖所示的電路中,電源電壓為12V且不變,電阻R1的阻值為10Ω。
閉合開關S,求電流表的示數I。
(2)現有滑動變阻器R2,其規格為“20Ω,1.5A”、“50Ω, 1A"或“50Ω, 1.5A" 中的一個。將R1與R2分別以串聯和並聯的連接方式接入M、N接線柱,閉合開關S,移動滑動變阻器R2的滑片,觀察不同連接方式中電流表的兩次示數分別是2.5A和0.2A。
(a)請通過計算判斷所用滑動變阻器R2的規格;
(b)在電路元件安全工作的條件下,判斷:哪種連接方式中滑動變阻器的最大電功率較大,求出該最大電功率P。
【回答】
(1)1.2A;(2)(a)50Ω,1.5A;(b)並聯 ,18W;
【解析】
(1)根據歐姆定律算出電流表的示數I;
(2)(a)若變阻器R2與電阻R1並聯在電路中,電路電流最大,根據表格數據和歐姆定律算出滑動變阻器的最大電流,大體判斷出滑動變阻器的規格;
若變阻器R2與電阻R1串聯在電路中,電路的電流最小,根據 歐姆定律算出電阻R1和R2的總電阻,由串聯電路電阻的規律算出滑動變阻器的最大電阻;從而確定出滑動變阻器的規格;
(b)因為P=U2I2,要變阻器的功率最大,即UI2均最大,所以變阻器R2與電阻R1並聯在電路中,根據P=U2I2算出滑動變阻器的最大功率。
【詳解】(1)根據歐姆定律知,電流表的示數為
(2)(a)當R1與R2串聯時,I串=0.2A,則總電阻
此時R2的電阻
當R1與R2關聯時,I並=2.5A,則有
此時通過R2的電流
I2=I並-I=1.3A
由串聯和並聯時求出的R2和I2可知,所用R2的規格為“50Ω, 1.5A”。
(b)當R2與R1並聯在電路中,且允許通過最大電流為1.5A時,R2的電功率最大,此時
P=UI=12V×1.5A=18W
答:(1)電流表的示數為1.2A;(2)(a)所用滑動變阻器R2的規格50Ω,1.5A;(b)並聯時最大電功率18W。
知識點:電功率單元測試
題型:計算題