题目内容

【题目】在图(a)所示的电路中,电源电压为4伏且不变.
(1)将定值电阻R1接入M、N接线柱,闭合电键S后电流表A的示数如图(b)所示, (a)求电阻R1阻值;
(b)求电阻R1的电功率P1
(2)现将标有“10Ω1A”字样的滑动变阻器R2与R1以两种不同的连接方式接入M、N接线柱,闭合电键S,移动滑动变阻器R2的滑片,求两种不同的连接方式电路消耗总功率的最大比值.

【答案】
(1)解:(a)图(b)中,将定值电阻R1接入M、N接线柱,闭合电键S后电流表A的示数如图(b)所示,因电流表使用小量程,分度值为0.02A,示数I=0.4A,根据欧姆定律R1= =10Ω;

(b)电阻R1的电功率P1=UI=4V×0.4A=1.6W


(2)解:R2与R1并联时,根据并联电阻小于其中任一电阻,根据P= ,此时电路有最大功率;

因电流表测干路电流,所以电路中允许通过的最大电流为I=0.6A,所以并联时电路消耗的最大总功率

P=I×U=0.6A×4V=2.4W;

当R1与R2串联时,根据串联的电阻大于其中任一电阻,由P= ,此时电路有最小功率,当串联的电阻最大,即变阻器连入电路的电阻为10Ω时,串联的最大电阻R串大=10Ω+10Ω=20Ω,

电路消耗的总功率最小,P= =0.8W;

所以,滑动变阻器R2与R1以两种不同的连接方式电路消耗总功率的最大比值 =


【解析】(1)(a)根据电流表小量程读数,根据欧姆定律求R1的阻值; (b)根据P=UI求R1的电功率P1;(2)判断两电阻的连接方式,求两种不同的连接方式电路消耗总功率的最大比值,应分别求出电路消耗的最大功率和最小功率,由P= ,根据并联、并联电路电阻的规律,判断电路总功率最大、最小的电路连接方式,结合电流表的量程,由P=UI求出最大功率,由P= 求出最小功率,从而求出总功率的最大比值.
【考点精析】通过灵活运用欧姆定律及其应用和电阻的串联,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);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即可以解答此题.

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