如图所示的电路中,电源电压恒为6V,R1=6Ω,R2=20Ω,滑动变阻器R3的最大阻值为10Ω,当电路发生变化...
问题详情:
如图所示的电路中,电源电压恒为6V,R1=6Ω,R2=20Ω,滑动变阻器R3的最大阻值为10Ω,当电路发生变化时,各电表保持完好且不超过量程.
求:
(1)闭合三个开关,电压表示数不为0,电流表A1示数为0.5A时,干路电流是多少?
(2)闭合S、S1,断开S2,电压表示数不为0.当R3的阻值为多大时R3消耗的电功率最大?最大电功率是多少?
【回答】
【分析】(1)闭合三个开关,R1与R2并联后与R3串联,电流表测干路电流,根据并联电路的电压特点和欧姆定律求出并联电路两端电压,再根据欧姆定律求出通过R2的电流,利用并联电路的电流特点求出电流表的示数;
(2)闭合S、S1,断开S2时,R1与R3串联,根据欧姆定律表示出电路中的电流,根据P=I2R表示出R3消耗的电功率,利用数学变形判断出R3消耗的电功率最大时的阻值,进一步求出其大小.
【解答】解:(1)闭合三个开关,R1与R2并联后与R3串联,电流表测干路电流,
因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,由I=可得,并联部分两端的电压:
U并=I1R1=0.5A×6Ω=3V,
此时通过R2的电流:
I2===0.15A,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,干路电流表的示数:
I=I1+I2=0.5A+0.15A=0.65A;
(2)闭合S、S1,断开S2时,R1与R3串联,
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′=,
R3消耗的电功率:
P3=(I′)2R3=()2R3====,
当R3=R1=6Ω时,R3消耗的电功率最大,则
P3大===1.5W.
答:(1)闭合三个开关,电流表A1示数为0.5A时,干路电流是0.65A;
(2)闭合S、S1,断开S2,当R3的阻值为6Ω时R3消耗的电功率最大,最大电功率是1.5W.
【点评】本题考查了串并联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用,会判断滑动变阻器消耗电功率的最大值是关键.
知识点:电功率
题型:计算题