【題目】如圖,電源電壓恒定,R1、R2是定值電阻,R1=10Ω,滑動(dòng)變阻器R3標(biāo)有“20Ω 0.5A”字樣。只閉合開關(guān)S1,電流表的示數(shù)為0.9A;再閉合開關(guān)S2、S3,電流表的示數(shù)變?yōu)?.5A,求:

(1)電源電壓、R2電阻值;

(2)開關(guān)S1、S2、S3都閉合時(shí),R2在10s內(nèi)產(chǎn)生的熱量;

(3)只閉合開關(guān)S3,移動(dòng)變阻器滑片時(shí),R1的電功率變化范圍。

【答案】(1)9V,15Ω (2)54J (3)0.9-2.5w

【解析】(1)由電路圖知,只閉合開關(guān)S1時(shí),只有R1連入電路,由歐姆定律可得電源電壓:
U=I1R1=0.9A×10Ω=9V;
由電路圖知,開關(guān)S1、S2、S3都閉合時(shí),變阻器短路,R1R2并聯(lián),電流表測(cè)干路電流,
因?yàn)椴⒙?lián)電路支路間互不影響,所以通過R1的電流不變,仍然為0.9A,
則通過R2的電流:I2=I-I1=1.5A-0.9A=0.6A,
U=U1=U2=9V,由歐姆定律可得R2的電阻值: ;
(2)開關(guān)S1、S2、S3都閉合時(shí),R1R2并聯(lián),在10s內(nèi)R2產(chǎn)生的熱量:
Q2=W2=UI2t=9V×0.6A×10s=54J;
(3)由圖可知,只閉合開關(guān)S3,R1、R3串聯(lián),若滑片在右端時(shí),只有R1連入電路,此時(shí)電路中電流0.9A,由變阻器規(guī)格可知其允許通過的最大電流為0.5A,因串聯(lián)電路中電流處處相等,所以電路中的最大電流為0.5A,此時(shí)R1的電功率最大,

P1最大=I最大2R1=(0.5A)2×10Ω=2.5W;
當(dāng)滑片在左端時(shí),變阻器連入阻值最大,電路中電流最小,此時(shí)R1的功率最小,
電路中的最小電流: ,
所以P1最小=I2R1=(0.3A)2×10Ω=0.9W,
所以R1電功率變化范圍為:0.9W~2.5W.
答:(1)電源電壓為9V;R2=15Ω;
(2)開關(guān)S1、S2、S3都閉合時(shí),R2在10s內(nèi)產(chǎn)生的熱量為54J;
(3)只閉合開關(guān)S3,移動(dòng)變阻器滑片時(shí),R1的電功率變化范圍0.9W~2.5W.

練習(xí)冊(cè)系列答案
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