问题详情:
如图所示,电源电压U保持不变滑动变阻器最大阻值为R,R1、R2为定值电阻,R1=10Ω,滑动变阻器的滑片P置于中点,闭合开关S、S1、S2,电流表A1示数为1.5A;保持滑片P位置不变,闭合开关S,断开开关S1、S2,电流表A2示数为I1,电路总功率为4.5W,改变滑片P的位置使之移到最右端,电流表A2示数为I2,且I1:I2=3:5.通过开关和滑动变阻器调整电路,使闭合电路的最大功率为P.下列说法正确的是( )
A.U=15V B.R=20Ω C.R2=50Ω D.P=30W
【回答】
AD。
【分析】A、当S、S1、S2都闭合时,R被短路,R1与R2并联,电流表A1测通过R1的电流I,由欧姆定律得出电源电压;
BC、当闭合开关S、断开S1、S2,滑动变阻器的滑片P置于中点时,分析电路连接,根据P=UI得出电路的电流,由欧姆定律求出电路总电阻,由电阻的串联规律得出电阻关系表达式,
当闭合开关S、断开S1、S2,滑动变阻器的滑片P移到最右端时,此时电路中只有R2,电流表A2测通过R2的电流I2,由已知条件,根据欧姆定律求出R2,进而解得R大小;
D、由P=知,U不变时,R越小,P越大;由并联电阻的规律得出电路消耗的功率最大。
【解答】解;
A、当S、S1、S2都闭合时,R被短路,R1与R2并联,电流表A1测通过R1的电流I,
由欧姆定律得,电源电压:
U=IR1=1.5A×10Ω=15V,故A正确;
BC、当闭合开关S、断开S1、S2,滑动变阻器的滑片P置于中点时,0.5R与R2串联,电流表A2测电路电流,
根据P=UI得,干路电流:
I1===0.3A,
由欧姆定律,电路总电阻:
R总===50Ω,
则有:0.5R+R2=50Ω﹣﹣﹣﹣﹣﹣①;
当闭合开关S、断开S1、S2,滑动变阻器的滑片P移到最右端时,此时电路中只有R2,电流表A2测通过R2的电流I2,
因为I1:I2=3:5,所以,I2=I1=×0.3A=0.5A,
由欧姆定律,R2的阻值:
R2===30Ω﹣﹣﹣﹣﹣﹣②,
将②其代入①,解得:R=40Ω,故BC错误;
D、由P=知,U不变时,R越小,P越大;
所以当S、S1、S2都闭合,R1与R2并联,R被短路时,
由并联电阻的规律,此时电路的电阻最小,电路消耗的功率最大,
则有:P大=P1+P2=+=+=30W,故D正确。
【点评】本题考查串联电路的规律及欧姆定律的电功率公式的运用,关键是电路的分析,有难度。
知识点:电功率
题型:多项选择