题目内容
【题目】如图所示,电源电压U保持6V不变,灯泡标有“6V 3.6W”字样(不考虑温度对灯泡电阻的影响),a、b为滑动变阻器R2的两个端点。当S、S1闭合,S2断开时,电流表示数为0.2A;当S、S2闭合,S1断开,且滑片P在b端时,电流表示数为0.1A。
求:
(1)R1的电阻;
(2)滑动变阻器的最大阻值;
(3)电路中消耗的最大总功率和最小总功率之比。
【答案】(1)R1的电阻为30Ω;(2)滑动变阻器的最大阻值为50Ω;(3)电路中消耗的最大总功率和最小总功率之比为8:1。
【解析】
(1)当S、S1闭合,S2断开时,此电路为R1的简单电路,电流表测电路中的电流,
根据欧姆定律可得:
;
(2)根据得,灯的电阻:
,
当S、S2闭合,S1断开,且滑片P在b端时,灯泡与滑动变阻器的最大阻值串联,
根据欧姆定律可得,电路总电阻:
,
则滑动变阻器的最大阻值:
;
(3)当S、S2闭合,S1断开,且滑片P在b端时,灯泡与滑动变阻器的最大阻值串联,此时电路总电阻最大,电流最小,电路消耗总功率最小为:
;
根据并联电路的总电阻小于其中任一电阻,且并联电阻随其中一个电阻的增大(另一个电阻不变)而增大,故当3个开关都闭合,且滑片在a端时,灯泡与R1并联,电路中的总电阻最小,电路消耗的总功率最大,
此时电路的总电流:
,
则电路消耗的最大总功率:
;
所以电路中消耗的最大总功率与最小总功率之比:
。
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