在如图所示的电路中,电源电压为3伏保持不变,滑动变阻器R2标有“20欧2安”字样。只闭合开关S1,电流表示数为...
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问题详情:
在如图所示的电路中,电源电压为3伏保持不变,滑动变阻器R2标有“20欧 2安”字样。只闭合开关S1,电流表示数为0.3安。
①求电阻R1的阻值;
②求通电10秒钟,电流通过电阻R1所做的功W;
③闭合开关S2,移动滑动变阻器滑片P,使R1和R2消耗的总功率最小,求此最小总功率P最小。
【回答】
①电阻R1的阻值为10Ω;
②通电10秒钟,电流通过电阻R1所做的功W为9J;
③闭合开关S2,移动滑动变阻器滑片P,使R1和R2消耗的总功率最小,此最小总功率P最小为1.35W。
【分析】(1)分析电路的连接,根据欧姆定律求电阻R1的阻值;
(2)根据W=UIt算出通电10秒钟,电流通过电阻R1所做的功;
(3)闭合开关S2,两电阻并联,要使R1和R2消耗的总功率最小,必须电路中电流最小,即电路中总电阻最大,即滑动变阻器滑片P移至最右端,求出此时通过滑动变阻器的电流,然后计算电路的最小总功率。
【解答】解:
①只闭合开关S1,电路为只有R1的简单电路,电阻R1的阻值为:
R1===10Ω;
②通电10秒钟,电流通过电阻R1所做的功为:
W=UI1t=3V×0.3A×10s=9J;
③闭合开关S2,R1R2并联,要使R1和R2消耗的总功率最小,即电路中总电阻最大,即滑动变阻器滑片P移至最右端,通过R2的最小电流为:
I2===0.15A;
电路中最小电流I=I1+I2=0.3A+0.15A=0.45A;
则最小总功率P最小=UI=3V×0.45A=1.35W。
【点评】本题考查了欧姆定律、电功、电功率公式的灵活运用,并联电路的电流、电压规律的应用等,熟知相关规律和公式,会电路的连接是关键,总体难度不大。
知识点:电功率
题型:计算题