(2014•潍坊)如图所示的电路中,电源电压为5V且保持不变,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V,R1为滑动

(2014•潍坊)如图所示的电路中,电源电压为5V且保持不变,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V,R1为滑动变阻器,R2=20Ω,灯泡L标有“4V1.6W”字样(不考虑温度对灯丝电阻的影响).在仪表和灯泡安全工作的情况下,求:
(1)开关S1断开,S2和S3闭合时,滑动变阻器R1消耗的最大功率;
(2)开关S1闭合,S2和S3断开时,滑动变阻器R1允许的取值范围.
hillong 1年前 已收到1个回答 举报

annfox 幼苗

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解题思路:(1)开关S1断开,S2和S3闭合时,滑动变阻器R1和R2并联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测干路中的电流;根据R2=20Ω,可求得流经R2的电流,然后可求得滑动变阻器R1的电流,再根据P=UI可求得滑动变阻器R1消耗的最大功率;(2)开关S1闭合,S2和S3断开时,R1与L串联,根据灯泡L标有“4V1.6W”字样,求得灯泡L的电阻,根据电压表量程为0~3V,可知滑动变阻器R1的最大电压为3V,则灯泡两端电压为2V,由此可求得电路中的电流,然后可求得滑动变阻器R1的最大阻值;当灯泡L两端电压为4V时,滑动变阻器R1的最小电压为1V,此可求得电路中的电流,然后可求得滑动变阻器R1的最小阻值.

(1)开关S1断开,S2和S3闭合时,滑动变阻器R1和R2并联,滑动变阻器R1两端的最大电压为5V,
由I=[U/R],可得流经R2的电流I2=[U
R2=
5V/20Ω]=0.25A,
∵电流表测干路中的电流,
∴流经滑动变阻器R1的最大电流I1=0.6A-0.25A=0.35A,
则滑动变阻器R1消耗的最大功率P1=U1I1=5V×0.35A=1.75W;
(2)灯泡L的电阻RL=

U2L
P=
(4V)2
1.6W=10Ω,
开关S1闭合,S2和S3断开时,R1与L串联,
由电压表量程为0~3V,可知滑动变阻器R1的最大电压为3V,则灯泡两端电压为2V,
则电路中的最小电流I1=[2V/10Ω]=0.2A;
则滑动变阻器R1的最大阻值R最大=[3V/0.2A]=15Ω,
当灯泡L两端电压为4V时,滑动变阻器R1的最小电压为1V,此可求得电路中的最大电流
I′1=[4V/10Ω]=0.4A,
滑动变阻器R1的最小阻值R最小=[1V/0.4A]=2.5Ω.
即滑动变阻器R1允许的取值范围在2.5Ω~15Ω之间.
答:(1)开关S1断开,S2和S3闭合时,滑动变阻器R1消耗的最大功率为1.75W;
(2)开关S1闭合,S2和S3断开时,滑动变阻器R1允许的取值范围在2.5Ω~15Ω之间.

点评:
本题考点: 电功率的计算;欧姆定律的应用.

考点点评: 本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的灵活应用,关键是电路中最大电流和最小电流的确定,此题有一定的拔高难度,属于难题.

1年前

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