题目内容
【题目】如图是某电器设备内的一部分电路,电源电压恒为12V,R1为定值电阻,R2为标有“100Ω 0.5A”字样的滑动变阻器.R3为标有“3V 0.9W”字样的定值电阻.
(1)当闭合S、S1、S2时,电流表的示数为0.3A,求R1的阻值及这种情况下整个电路可能消耗的最小功率.
(2)当闭合S,断开S1、S2时,为保证整个电路安全,求滑动变阻器接入电路的阻值范围.
【答案】
(1)解:当闭合S、S1、S2时,R1、R2并联,电流表测R1支路的电流,
R1的阻值:R1= = =40Ω,
当滑动变阻器接入电路的电阻最大时整个电路消耗的最小功率,
R1消耗的电功率P1=UI1=12V×0.3A=3.6W,
R2消耗的最小为P2= = =1.44W,
电路的总功率P=P1+P2=3.6W+1.44W=5.04W
(2)解:当闭合S,断开S1、S2时,
R3允许通过的最大电流I= = =0.3A,R2允许通过的最大电流为0.5A,
所以为保证整个电路安全,电路中的电流为0.3A,
R3= = =10Ω,
电路的最小电阻,R总= = =40Ω,
滑动变阻器接入的最小阻值相等时,
R2=R总﹣R3=40Ω﹣10Ω=30Ω,
所以滑动变阻器接入电路的阻值范围30Ω~100Ω
【解析】(1)当闭合S、S1、S2时,R1、R2并联,根据欧姆定律求出R1的阻值,当滑动变阻器接入电路的电阻最大时整个电路消耗的最小功率,根据P=UI求出R1消耗的电功率,根据P= 求出R2消耗的电功率,进一步求出整个电路可能消耗的最小功率.(2)根据I= 求出R3允许通过的电流,然后结合滑动变阻器允许通过的最大电流确定串联电流的最大电流,根据欧姆定律求出R3的阻值,根据欧姆定律求出电路的最小电阻,根据电阻的串联求出求出滑动变阻器接入电路的最小阻值,进一步得出滑动变阻器接入电路的阻值范围.
【考点精析】解答此题的关键在于理解欧姆定律及其应用的相关知识,掌握欧姆定律的应用: ① 同一个电阻,阻值不变,与电流和电压无关 但加在这个电阻两端的电压增大时,通过的电流也增大.(R=U/I) ② 当电压不变时,电阻越大,则通过的电流就越小.(I=U/R) ③ 当电流一定时,电阻越大,则电阻两端的电压就越大.(U=IR),以及对电阻的串联的理解,了解电阻的串联有以下几个特点:(指R1,R2串联) 1、电流:I=I1=I2(串联电路中各处的电流相等) 2、电压:U=U1+U2(总电压等于各处电压之和) 3、 电阻:R=R1+R2(总电阻等于各电阻之和)如果n个阻值相同的电阻串联,则有R总=nR 4、分压作用:U1:U2=R1:R2.