题目内容
(2011?聊城)在如图所示的电路中,闭合开关S,电压表V的示数恒为6V,电流表的示数为0.5A,电压表V2的示数为4V.当把滑动变阻器的滑片移至最右端时,电流表的示数为0.3A.求:
(1)R1的阻值.
(2)滑动变阻器的最大阻值.
(3)电路消耗的最小总功率.
(4)当滑动变阻器的滑片移至最左端时,R1在5min内消耗的电能.
(1)R1的阻值.
(2)滑动变阻器的最大阻值.
(3)电路消耗的最小总功率.
(4)当滑动变阻器的滑片移至最左端时,R1在5min内消耗的电能.
分析:由电路图可知电阻R1和滑动变阻器R2串联,电压表V测电源的电压,V2测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流;根据串联电路的电压特点求出R1两端的电压,利用欧姆定律求出R1的阻值;当滑片移至最右端时,滑动变阻器接入电路的阻值最大,由P=
可知此时电路消耗的总功率最小,先根据欧姆定律求出电路的总电阻,再根据串联电路的电阻特点求出其最大值;利用P=UI求出电路消耗的最小总功率;当滑片移至最左端时,电路为R1的简单电路,根据W=
t求出R1在5min内消耗的电能.
U2 |
R |
U2 |
R |
解答:解:(1)R1两端的电压为U1=U-U2=6V-4V=2V,
R1=
=
=4Ω;
(2)∵R1、R2串联,
∴电路中的总电阻为R=
=
=20Ω,
所以滑动变阻器的最大阻值为R2=R-R1=20Ω-4Ω=16Ω;
(3)电路中电阻最大时,总功率最小为P=UI′=6V×0.3A=1.8W;
(4)当滑片移至最左端时,电路为R1的简单电路,
5min内消耗的电能为W=
t=
×300s=2700J.
答:(1)R1的阻值为4Ω;
(2)滑动变阻器的最大阻值为16Ω;
(3)电路消耗的最小总功率为1.8W;
(4)R1在5min内消耗的电能为2700J.
R1=
U1 |
I |
2V |
0.5A |
(2)∵R1、R2串联,
∴电路中的总电阻为R=
U |
I′ |
6V |
0.3A |
所以滑动变阻器的最大阻值为R2=R-R1=20Ω-4Ω=16Ω;
(3)电路中电阻最大时,总功率最小为P=UI′=6V×0.3A=1.8W;
(4)当滑片移至最左端时,电路为R1的简单电路,
5min内消耗的电能为W=
U2 |
R1 |
(6V)2 |
4Ω |
答:(1)R1的阻值为4Ω;
(2)滑动变阻器的最大阻值为16Ω;
(3)电路消耗的最小总功率为1.8W;
(4)R1在5min内消耗的电能为2700J.
点评:本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率的计算,关键是公式及其变形式的灵活应用;难点是电压表和电流表、滑动变阻器的正确使用.
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