题目内容
【题目】(6分)如图所示,电源电压保持U总=3U不变,滑动变阻器的最大阻值为R3.将滑动变阻器的滑片P置于中点M,且只闭合开关S1时,电压表V的示数为U,电流表的示数I1为0.8A;将滑片P置于最右端,断开开关S1,闭合开关S2时,电压表V的示数为(3/4)U,电流表的示数为I2,R2消耗的电功率P2为2.7W。求:
(1)当S1、S2均闭合后,要想使整个电路为并联电路,只需将滑动变阻器的滑片P调到______端(填“A”或“B”);
(2)电流表的示数I2?
(3)R1、R2各是多少?
(4)整个电路中的最大功率?
【答案】(1)A;(2)0.3A;(3)30;10Ω(4)
【解析】试题分析:(1)当S1、S2均闭合后,要想使整个电路为并联电路,则此时R1和R2已经构成并联,所以此时滑动变阻器的阻值应该为最小值,而图中滑动变阻器最小值为滑片P在A位置;(2)P置于中点M,且只闭合开关S1时,电压表V的示数为U,电流表的示数I1为0.8A;得I1=U/(R3/2); P置于最右端,断开开关S1,闭合开关S2时,电压表V的示数为(3/4)U,电流表的示数为I2,得I2=(3U/4)/R3;可得I1:I2=8:3;已知I1=0.8A;所以I2=0.3A;(3) 电流表的示数为I2,R2消耗的电功率P2为2.7W,则R2=P2/I22=2.7W/(0.3A)2=30Ω;由串联分压可得滑片P置于最右端,闭合开关S2时,电压表V的示数为(3/4)U,电流表的示数为I2时,R2两端电压为3U-(3/4)U=(9/4)U,即R3:R2=1:3,R2= 30Ω;所以R3="10Ω;" 将滑动变阻器的滑片P置于中点M,且只闭合开关S1时,电压表V的示数为U,电流表的示数I1为0.8A时,此时电路为R3/2与R1串联;R1两端电压为3U-U=2U;由串联电路电压之比等于电阻之比得R1=10Ω;此时电流为0.8A,故电源电压U电源=0.8A×(5Ω+10Ω)=12V(4)整个电路最大功率为电流最大时,而电流最大时应该是电阻最小时,即滑动变阻器的滑片P移至A处且同时闭合S1、S2时,即P最大=P1+P2=(12V)2/10Ω+(12V)2/30Ω=19.2W.