(2014?房山区一模)如图所示,电源两端电压保持不变.当开关S1闭合、S2断开,滑动变阻器滑片P位于左端时
(2014?房山区一模)如图所示,电源两端电压保持不变.当开关S1闭合、S2断开,滑动变阻器滑片P位于左端时,电压表示数为U1,电流表示数为I1;滑动变阻器滑片P位于右端时,电压表示数为U1′,电流表示数为I2.开关S1、S2闭合、滑动变阻器滑片P在左端时,电流表示数为I3,电阻R1消耗的电功率为P1,电阻R3消耗的电功率为P3.已知U1-U1′=9.6V,I1-I2=0.48A,P1:P3=2:1,I3-I1=1.6A.
求:(1)电源两端电压U.
(2)滑动变阻器最大阻值R2.
(3)开关S1、S2闭合,通电100s电路最多消耗多少电能.
(4)开关S1闭合,S2断开,滑动变阻器滑片P滑动过程中,滑动变阻器消耗的最大功率P2.
当开关S1闭合、S2断开,滑动变阻器滑片P位于左端时,等效电路图如图1所示;
当开关S1闭合、S2断开,滑动变阻器滑片P位于右端时,等效电路图如图2所示;
当开关S1、S2闭合、滑动变阻器滑片P在左端时,等效电路图如图3所示.
(1)由图1可知,电源的电压为U1,
图2中,因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,R2两端的电压:
U2=U1-U1′=9。
6V,
图1和图2中,因电源的电压不变,
所以,由I=UR可得:
U1=I1R3=U2 U1′=9。6V I2R3,
整理可得:R3=9。6VI1?I2=9。6V0。
48A=20Ω,
因并联电路中各支路独立工作、互不影响,
所以,由图1和图3可知通过R1的电流:
IR1=I3-I1=1。6A,
因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,由P=UI可得,图3中两支路的电流之比:
IR1IR3=P1U1P3U1=P1P3=21,
则I1=IR3=IR12=1。
6A2=0。8A,
所以,由图1可知,电源的电压:
U1=I1R3=0。8A×20Ω=16V;
(2)图2中的电流:
I2=I1-0。48A=0。8A-0。48A=0。
32A,
电路中的总电阻:
R总=U1I2=16V0。32A=50Ω,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,滑动变阻器最大阻值:
R2=R总-R3=50Ω-20Ω=30Ω;
(3)图3中电路的电流最大,通电100s电路消耗的电能最多,
此时电路中的电流:
I3=IR1 I1=1。
6A 0。8A=2。4A,
消耗的电能:
W=U1I3t=16V×2。4A×100s=3840J;
(4)图2中,电路中的电流:
I2′=U1R2′ R3=16VR2′ 20Ω,
滑动变阻器消耗的电功率:
P2′=I22R2′
=(16VR2′ 20Ω)2R2′
=(16V)2(R2′ 20Ω)2R2′
=(16V)2(R2′)2 2×20Ω×R2′ (20Ω)2R2′
=(16V)2(R2′)2?2×20Ω×R2′ (20Ω)2 4×20Ω×R2′R2′
=(16V)2(R2′?20Ω)2 4×20Ω×R2′R2′
=(16V)2(R2′?20Ω)2R2′ 80Ω,
当R2′=20Ω时,滑动变阻器消耗的电功率最大,则
P2=(16V)280Ω=3。
2W.
答:(1)电源两端电压为16V;
(2)滑动变阻器最大阻值为30Ω;
(3)开关S1、S2闭合,通电100s电路最多消耗3840J的电能;
(4)开关S1闭合,S2断开,滑动变阻器滑片P滑动过程中,滑动变阻器消耗的最大功率为3。
2W.。
问:物理小问题将一电阻与滑动变阻器并联在电路中,电源电压恒定不变,当滑动变阻器阻值变大时,电阻(阻值不变的那个,非滑动变阻器)的功率是变大还是变小?
答:电阻(阻值不变的那个,非滑动变阻器)的功率既不是变大也不是变小。 这是因为电阻(阻值不变的那个,非滑动变阻器)的功率P=U·U/R,又因为这一电阻与滑动变阻器并...详情>>
答:因为学习的本质是建立条件反射,但胎儿在子宫内形成条件反射的条件不成熟,即五接受教育的基础,所以胎教不是教育详情>>
答:普遍必然性:科学理论来自于实践,也必须回到实践,它必须能够解释其适用范围内的已知的所有事实详情>>
答:光信息技术 应用物理学 物理学 地理物理系国防 材料物理专业详情>>