問題詳情:
如圖*所示電路,電源電壓及燈泡L的電阻均不變,滑動變阻器的最大阻值為R1=20Ω.當S1、S2均閉合且滑片P滑到b端時,電流表A1、A2的指針恰好指到同一位置,如圖乙所示;當S1、S2均斷開且滑片P置於滑動變阻器的中點時,電流表A1的示數為0.4A,求:
(1)電源電壓;
(2)R2的電阻;
(3)整個電路消耗的最小電功率.
【回答】
【考點】歐姆定律的應用;電功率的計算.
【分析】(1)當S1、S2均閉合,滑片P滑到b端時,R2短路,燈L與R1並聯,電流表A1測量幹路電流,電流表A2測量通過燈泡L的電流.根據並聯電路電流特點和電流表示數特點得到兩隻電流表的示數;已知滑動變阻器最大阻值和通過的電流,得到滑動變阻器兩端電壓,也就得到了電源電壓;
(2)當S1、S2均斷開,滑片P置於滑動變阻器的中點時,R2與Rap串聯,電流表A1測量電路電流.已知電源電壓和電路電流,可以得到串聯電路總電阻;已知串聯電路總電阻和滑動變阻器接入電路的電阻,兩者之差就是R2的阻值;
(3)電源電壓一定,要使整個電路消耗的功率最小,由公式P=知,電路總電阻最大.據此確定用電器連接方式並計算電功率大小.
【解答】解:
(1)S1、S2均閉合,滑片P滑到b端時,R2短路,燈L與R1並聯.
由題圖可得:I=1A,IL=0.2A,
所以I1=I﹣IL=1A﹣0.2A=0.8A,
由I=可知,
電源電壓為U=I1R1=0.8A×20Ω=16V;
(2)S1、S2均斷開,滑片P置於滑動變阻器的中點時,R2與Rap串聯,
電路總電阻為R總==40Ω,
R2的阻值為R2=R總﹣=40Ω﹣×20Ω=30Ω;
(3)由P=可知:U一定,當R總最大時,電路功率P最小,
所以當S1、S2均斷開且滑片P滑到b端時,R1與R2串聯,此時R總最大,
R總=30Ω+20Ω=50Ω,
電路消耗的最小功率為P最小===5.12W.
答:
(1)電源的電壓為16V;
(2)R2的電阻為30Ω;
(3)整個電路消耗的最小電功率為5.12W.
知識點:電功率
題型:計算題