题目内容

【题目】如图所示的电路中,所用电源的电动势E=6 V,内电阻r=2 Ω,电阻R1可调。现将R1调到后固定。已知R2=6 Ω,R3=12 Ω,求:

(1)开关S断开和接通时,通过R1的电流分别为多大?

(2)为了使A、B之间电路的电功率在开关S接通时能达到最大值,应将R1的阻值调到多大?这时A、B间消耗的最大电功率是多少?

【答案】(1)0.5A;0.6A (2)R1=0时,总电流最大,A、B之间的电功率才最大。PAB=4W

【解析】

(1)根据闭合电路的欧姆定律求解开关S断开和接通时,通过R1的电流;(2)开关接通时,A、B之间的总电阻R23=4Ω为定值,所以,只有当R1′=0时,总电流最大,A、B之间的电功率才最大。

(1)开关S断开时,I1=0.5 A

开关接通时,R2、R3并联的总电阻R23=4Ω

I1′==0.6A

(2)开关接通时,A、B之间的总电阻R23=4Ω为定值,所以,只有当R1′=0时,总电流最大,A、B之间的电功率才最大。

I==1A

PAB=I2R23=4W

练习册系列答案
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【题目】如图(a)所示,两个完全相同的“人”字型金属轨道面对面正对着固定在竖直平面内,间距为d,它们的上端公共轨道部分保持竖直,下端均通过一小段弯曲轨道与一段直轨道相连,底端置于绝缘水平桌面上。MM′、PP′(图中虚线)之下的直轨道MN、M′N′、PQ、P′Q′长度均为L且不光滑(轨道其余部分光滑),并与水平方向均构成37°斜面,在左边轨道MM′以下的区域有垂直于斜面向下、磁感强度为B0的匀强磁场,在右边轨道PP′以下的区域有平行于斜面但大小未知的匀强磁场Bx,其它区域无磁场。QQ′间连接有阻值为2R的定值电阻与电压传感器(e、f为传感器的两条接线)。另有长度均为d的两根金属棒甲和乙,它们与MM′、PP′之下的轨道间的动摩擦因数均为μ=1/8。甲的质量为m、电阻为R;乙的质量为2m、电阻为2R。金属轨道电阻不计。先后进行以下两种操作:

操作Ⅰ:将金属棒甲紧靠竖直轨道的左侧,从某处由静止释放,运动到底端NN′过程中棒始终保持水平,且与轨道保持良好电接触,计算机屏幕上显示的电压—时间关系图像U—t图如图(b)所示(图中U已知);

操作Ⅱ:将金属棒甲紧靠竖直轨道的左侧、金属棒乙(图中未画出)紧靠竖直轨道的右侧,在同一高度将两棒同时由静止释放。多次改变高度重新由静止释放,运动中两棒始终保持水平,发现两棒总是同时到达桌面。(sin37°=0.6,cos37°=0.8)

(1)试求操作Ⅰ中甲到MM′的速度大小;

(2)试求操作Ⅰ全过程定值电阻上产生的热量Q和通过磁场区域的时间t;

(3)试求右边轨道PP′以下的区域匀强磁场Bx的方向和大小。

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