题目内容

图所示电路中,电源两端电压保持不变,滑动变阻器的最大阻值为R。当开关S、S1闭合,S2断开,滑动变阻器的滑片P移到A端时,电阻R2的电功率为P2,电流表的示数为I1;当开关S、S2闭合,S1断开时(滑片P位置不变),电阻R2的电功率为P2',电流表的示数为I2,且P2:P2'=16:25;当开关S闭合,S1和S2都断开,滑动变阻器的滑片P移到某点C(图中未画出)时,滑动变阻器接入电路的电阻为RC,电压表V1的示数为U1,电压表V2的示数为U2,已知U1:U2=1:2,这时R2的电功率为9W,RC的电功率为3W。

(1)求I1与I2的比值;
(2)求RA与RC的比值;
(3)若通过闭合或断开开关及移动滑动变阻器的滑片P,使电路的电功率达到最大,求此时的电功率Pm。

(1)4:5 (2)2:1 (3)25W

解析试题分析:当开关S、S1闭合,S2断开,滑动变阻器的滑片P移到A端时,等效电路如答图甲所示;
当开关S、S2闭合,S1断开时,等效电路如答图乙所示;
当开关S闭合,S1和S2都断开,滑动变阻器的滑片P移到某点C时,等效电路如答图丙所示;

图1分
(1)由答图甲和答图乙,根据,得                 1分
(2)由答图丙,
由答图甲和乙,
已知                                                       1分
解得:R2=3RC,R1=RC,                                           1分
(3)由于电源两端电压一定,因此当开关S、S1、S2都闭合时,电路的总电阻最小,因此电路的电功率最大,此时等效电路如图所示。设此时电路的电流为I4。

                             1分

解得:Pm=25W                                                1分
考点:欧姆定律的应用;滑动变阻器的使用;电功率的计算。
点评:本题综合考查了电学多方面的知识,注意欧姆定律及电功率公式的灵活运用,关键是读懂电路图,能画出等效电路图。

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