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如图所示的电路中 电源两端电压U保持不变.当闭合开关S后 将滑动变阻器的滑片P置于a

时间:2018-09-01 03:03:29

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如图所示的电路中 电源两端电压U保持不变.当闭合开关S后 将滑动变阻器的滑片P置于a

问题补充:

如图所示的电路中,电源两端电压U保持不变.当闭合开关S后,将滑动变阻器的滑片P置于a端时(a、b是滑动变阻器的两个端点),电压表的示数为U1,电流表的示数I1为1A,电阻R1消耗的电功率P1为6W,电阻R2消耗的电功率为P2.当闭合开关S后,将滑动变阻器的滑片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′=1:9,U1:U2=7:3.求:

(1)电流表的示数I2为多少安?

(2)电源两端的电压U为多少伏?

(3)当闭合开关S后,将滑动变阻器的滑片P置于滑动变阻器中点时,通电2min,电阻R2放出的热量为多少焦?

答案:

解:设滑动变阻器的最大阻值为R3,当闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P置于a端时,等效电路如图甲所示;当闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P置于b端时,等效电路如图乙所示.

(1)由图甲得:

R1===6Ω,

由图甲、乙得:===,即=,

解得:I2=3A;

(2)===

解得:R3=6R2,

根据电源两端电压不变,由图甲、乙得:

I1(R1+R2+R3)=I2(R1+R2),

解得:R2=3Ω,

根据图乙得:

U=I2(R1+R2)=3A×(6Ω+3Ω)=27V;

(3)当闭合开关S后,将滑动变阻器的滑片P置于滑动变阻器中点时,通过R2的电流

I===A,

通电2min,电阻R2放出的热量:

Q=I2R2t=×3Ω×2×60s=810J.

答:(1)电流表的示数I2为3A;

(2)电源两端的电压U为27V;

(3)电阻R2放出的热量为810J.解析分析:先画出闭合开关S后,将滑动变阻器的滑片P置于a端和b端时的等效电路图;(1)根据R=求出图甲中R1的电阻,利用甲乙两图R2消耗的电功率关系和P=I2R求出电流表I2的示数;(2)利用两次电压表的示数关系和欧姆定律求出R3、R2两电阻的关系,结合甲乙两图根据电源的电压不变求出R2的阻值,根据图乙求出电源的电压;(3)先根据电阻的串联特点和欧姆定律求出滑片P置于中点时电路中的电流,根据Q=I2Rt求出电阻R2放出的热量.点评:本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率、电功的计算,关键是公式的灵活应用和滑片P处于不同位置时电路串并联的辨别.

如图所示的电路中 电源两端电压U保持不变.当闭合开关S后 将滑动变阻器的滑片P置于a端时(a b是滑动变阻器的两个端点) 电压表的示数为U1 电流表的示数I1为1A

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