如图所示电路,电源电压保持不变,定值电阻R1=20Ω,R2=10Ω,R是滑动变阻器。当滑动变阻器滑片P移动到最...
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如图所示电路,电源电压保持不变,定值电阻R1=20Ω,R2=10Ω,R是滑动变阻器。当滑动变阻器滑片P移动到最右端,开关S1闭合,开关S2断开时,电流表的示数为0.3A;当滑动变阻器滑片P移动到中点时,开关S1闭合S2断开时,电压表的示数为U1,保持滑动变阻器滑片P位置不变,开关S2闭合S1断开时,电压表的示数为U2,且U1:U2=2:3,求:
(1)电源电压_____;
(2)滑动变阻器的最大阻值______;
(3)要使整个电路消耗的电功率为最小,请写出:开关S1、S2的开闭状态,滑动变阻器滑片P移动到的位置,并计算出最小电功率是多少_____?
【回答】
6V 20Ω 0.9W
【解析】(1)由图知,滑片P移动到最右端,开关S1闭合,开关S2断开时,电路中只有R1连入电路中,电流表测电路中电流,由欧姆定律可得,电源电压:U=IR1=0.3A×20Ω=6V;(2)由图知,当滑片P移动到中点时,开关S1闭合S2断开时,R与R1串联,电压表测变阻器两端电压,由串联电路特点和欧姆定律可得电压表示数:U1=I′×R=×R,滑片P位置不变,开关S2闭合S1断开时,R与R2串联,电压表仍测变阻器两端电压,电压表示数:U2=I′×R=×R,由题知,U1:U2=2:3,即:(×R):(×R)=2:3,所以:,解得:R=20Ω;(3)因为R1>R2,根据串联和并联电路电阻的特点可知,当S1闭合、S2断开,且滑片在左端时电路的总电阻最大,电源电压一定,由P=可知,此时电路的总功率最小,Pmin==0.9W。
点睛:(1)由图知,滑片P移动到最右端,开关S1闭合,开关S2断开时,电路中只有R1连入电路中,由欧姆定律可求电源电压;(2)滑片P移动到中点时,开关S1闭合S2断开时, R与R1串联,电压表测变阻器两端电压;滑片P位置不变,开关S2闭合S1断开时, R与R2串联,电压表仍测变阻器两端电压;由串联电路特点和欧姆定律分别表示出两次电压表示数,根据两次电压表示数比计算;(3)电源电压一定,由P=知当电路中电阻最大时功率最小,由此分析解答。
知识点:电功率
题型:计算题
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