在图所示的电路中,电源电压为12V且不变,电阻R1的阻值为10Ω。闭合开关S,求电流表的示数I。(2)现有滑动...
问题详情:
在图所示的电路中,电源电压为12V且不变,电阻R1的阻值为10Ω。
闭合开关S,求电流表的示数I。
(2)现有滑动变阻器R2,其规格为“20Ω,1.5A”、“50Ω, 1A"或“50Ω, 1.5A" 中的一个。将R1与R2分别以串联和并联的连接方式接入M、N接线柱,闭合开关S,移动滑动变阻器R2的滑片,观察不同连接方式中电流表的两次示数分别是2.5A和0.2A。
(a)请通过计算判断所用滑动变阻器R2的规格;
(b)在电路元件安全工作的条件下,判断:哪种连接方式中滑动变阻器的最大电功率较大,求出该最大电功率P。
【回答】
(1)1.2A;(2)(a)50Ω,1.5A;(b)并联 ,18W;
【解析】
(1)根据欧姆定律算出电流表的示数I;
(2)(a)若变阻器R2与电阻R1并联在电路中,电路电流最大,根据表格数据和欧姆定律算出滑动变阻器的最大电流,大体判断出滑动变阻器的规格;
若变阻器R2与电阻R1串联在电路中,电路的电流最小,根据 欧姆定律算出电阻R1和R2的总电阻,由串联电路电阻的规律算出滑动变阻器的最大电阻;从而确定出滑动变阻器的规格;
(b)因为P=U2I2,要变阻器的功率最大,即UI2均最大,所以变阻器R2与电阻R1并联在电路中,根据P=U2I2算出滑动变阻器的最大功率。
【详解】(1)根据欧姆定律知,电流表的示数为
(2)(a)当R1与R2串联时,I串=0.2A,则总电阻
此时R2的电阻
当R1与R2关联时,I并=2.5A,则有
此时通过R2的电流
I2=I并-I=1.3A
由串联和并联时求出的R2和I2可知,所用R2的规格为“50Ω, 1.5A”。
(b)当R2与R1并联在电路中,且允许通过最大电流为1.5A时,R2的电功率最大,此时
P=UI=12V×1.5A=18W
答:(1)电流表的示数为1.2A;(2)(a)所用滑动变阻器R2的规格50Ω,1.5A;(b)并联时最大电功率18W。
知识点:电功率单元测试
题型:计算题