問題詳情:
如圖所示,電源電壓U保持不變滑動變阻器最大阻值爲R,R1、R2爲定值電阻,R1=10Ω,滑動變阻器的滑片P置於中點,閉合開關S、S1、S2,電流表A1示數爲1.5A;保持滑片P位置不變,閉合開關S,斷開開關S1、S2,電流表A2示數爲I1,電路總功率爲4.5W,改變滑片P的位置使之移到最右端,電流表A2示數爲I2,且I1:I2=3:5.透過開關和滑動變阻器調整電路,使閉合電路的最大功率爲P.下列說法正確的是( )
A.U=15V B.R=20Ω C.R2=50Ω D.P=30W
【回答】
AD。
【分析】A、當S、S1、S2都閉合時,R被短路,R1與R2並聯,電流表A1測透過R1的電流I,由歐姆定律得出電源電壓;
BC、當閉合開關S、斷開S1、S2,滑動變阻器的滑片P置於中點時,分析電路連接,根據P=UI得出電路的電流,由歐姆定律求出電路總電阻,由電阻的串聯規律得出電阻關係表達式,
當閉合開關S、斷開S1、S2,滑動變阻器的滑片P移到最右端時,此時電路中只有R2,電流表A2測透過R2的電流I2,由已知條件,根據歐姆定律求出R2,進而解得R大小;
D、由P=知,U不變時,R越小,P越大;由並聯電阻的規律得出電路消耗的功率最大。
【解答】解;
A、當S、S1、S2都閉合時,R被短路,R1與R2並聯,電流表A1測透過R1的電流I,
由歐姆定律得,電源電壓:
U=IR1=1.5A×10Ω=15V,故A正確;
BC、當閉合開關S、斷開S1、S2,滑動變阻器的滑片P置於中點時,0.5R與R2串聯,電流表A2測電路電流,
根據P=UI得,幹路電流:
I1===0.3A,
由歐姆定律,電路總電阻:
R總===50Ω,
則有:0.5R+R2=50Ω﹣﹣﹣﹣﹣﹣①;
當閉合開關S、斷開S1、S2,滑動變阻器的滑片P移到最右端時,此時電路中只有R2,電流表A2測透過R2的電流I2,
因爲I1:I2=3:5,所以,I2=I1=×0.3A=0.5A,
由歐姆定律,R2的阻值:
R2===30Ω﹣﹣﹣﹣﹣﹣②,
將②其代入①,解得:R=40Ω,故BC錯誤;
D、由P=知,U不變時,R越小,P越大;
所以當S、S1、S2都閉合,R1與R2並聯,R被短路時,
由並聯電阻的規律,此時電路的電阻最小,電路消耗的功率最大,
則有:P大=P1+P2=+=+=30W,故D正確。
【點評】本題考查串聯電路的規律及歐姆定律的電功率公式的運用,關鍵是電路的分析,有難度。
知識點:電功率
題型:多項選擇