問題詳情:
在如圖所示的電路中,電源電壓為3伏保持不變,滑動變阻器R2標有“20歐 2安”字樣。只閉合開關S1,電流表示數為0.3安。
①求電阻R1的阻值;
②求通電10秒鐘,電流通過電阻R1所做的功W;
③閉合開關S2,移動滑動變阻器滑片P,使R1和R2消耗的總功率最小,求此最小總功率P最小。
【回答】
①電阻R1的阻值為10Ω;
②通電10秒鐘,電流通過電阻R1所做的功W為9J;
③閉合開關S2,移動滑動變阻器滑片P,使R1和R2消耗的總功率最小,此最小總功率P最小為1.35W。
【分析】(1)分析電路的連接,根據歐姆定律求電阻R1的阻值;
(2)根據W=UIt算出通電10秒鐘,電流通過電阻R1所做的功;
(3)閉合開關S2,兩電阻並聯,要使R1和R2消耗的總功率最小,必須電路中電流最小,即電路中總電阻最大,即滑動變阻器滑片P移至最右端,求出此時通過滑動變阻器的電流,然後計算電路的最小總功率。
【解答】解:
①只閉合開關S1,電路為只有R1的簡單電路,電阻R1的阻值為:
R1===10Ω;
②通電10秒鐘,電流通過電阻R1所做的功為:
W=UI1t=3V×0.3A×10s=9J;
③閉合開關S2,R1R2並聯,要使R1和R2消耗的總功率最小,即電路中總電阻最大,即滑動變阻器滑片P移至最右端,通過R2的最小電流為:
I2===0.15A;
電路中最小電流I=I1+I2=0.3A+0.15A=0.45A;
則最小總功率P最小=UI=3V×0.45A=1.35W。
【點評】本題考查了歐姆定律、電功、電功率公式的靈活運用,並聯電路的電流、電壓規律的應用等,熟知相關規律和公式,會電路的連接是關鍵,總體難度不大。
知識點:電功率
題型:計算題