如图所示的电路中,电源两端电压U保持不变.当滑动变阻器的滑片P置于a端时,闭合开关S,电压表的示数为U1,电流表的示数I

如图所示的电路中,电源两端电压U保持不变.当滑动变阻器的滑片P置于a端时,闭合开关S,电压表的示数为U1,电流表的示数I1=1A,电阻R1消耗的电功率P1=4W,电阻R2消耗的电功率为P2;当滑动变阻器的滑片P置于b端时,电压表的示数为U2,电流表的示数为I2,电阻R2消耗的电功率为P2′.已知P2:P2′=1:4,U1:U2=2:1.求:

(1)电阻R1的阻值;
(2)电源两端的电压;
(3)滑动变阻器滑片P从a移到b过程中,整个电路消耗的电功率范围.
dark567 1年前 已收到1个回答 举报

xinni2002 幼苗

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解题思路:(1)根据P=I2R的变形公式即可求出电阻R1的阻值;
(2)当滑动变阻器的滑片P置于a端时,滑动变阻器全部接入电路,且与电阻R1、R2串联;
当滑动变阻器的滑片P置于b端时,只有电阻R1、R2串联;
根据P=I2R、功率之比以及电压之比列出关系式,联立关系式先求出I2;然后根据欧姆定律和串并联电路的特点列出关系式,并联立关系式求出R与R2的关系;再利用电源电压相等列出关系式表示出R与R2的关系,进一步求出R、R2以及电源电压;
(3)根据电路图确定电路在的最大电流和最小电流,根据P=UI即可求出整个电路消耗的电功率范围.

(1)根据P1=I12R1可得,R1=
P1

I21=[4W
(1A)2=4Ω;
(2)当滑动变阻器的滑片P置于a端时,滑动变阻器全部接入电路,且与电阻R1、R2串联,如图1所示:
当滑动变阻器的滑片P置于b端时,只有电阻R1、R2串联,如图2所示:

P2=
I21R2…①

P′2=
I22R2…②

P2

P′2=
1/4] …③
由①、②、③解得I2=2A;
根据欧姆定律有:
I1(R2+R)=U1…④
I2R2=U2…⑤

U1
U2=[2/1]…⑥
由④、⑤、⑥解得R=3R2
I1(R1+R2+R)=U…⑦
I2(R1+R2)=U…⑧
由R=3R2、⑦、⑧解得R2=2Ω,R=6Ω;
由⑧得 U=I2(R1+R2)=2A×(4Ω+2Ω)=12V;
(3)当滑动变阻器的滑片P置于a端时,电路消耗的功率最小,即P=I1U=1A×12V=12W;
当滑动变阻器的滑片P置于b端时,电路消耗的功率最大,即P=I2U=2A×12V=24W;
因此整个电路消耗电功率的范围是12W≤P≤24W.
答:(1)电阻R1的阻值为4Ω;
(2)电源两端的电压12V;
(3)滑动变阻器滑片P从a移到b过程中,整个电路消耗的电功率范围12W≤P≤24W.

点评:
本题考点: 欧姆定律的应用;电功率的计算.

考点点评: 本题考查串联电路中的电阻、电流大小的比较和电功率的计算,关键是分析滑动变阻器滑片移动时电路的连接情况,根据电源电压不变和欧姆定律,进行公式变形,灵活运用已知条件列出关系式.

1年前

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