1.如图所示,电源电压为12V,且保持不变,己知滑动变阻器R3的最大阻值为20Ω,定值电阻R1=10Ω,R2=15Ω,电流表的量程为0.6A.(1)S,S1闭合,S2断开时,要使电流表的示数最小,则滑动变阻器的滑片P应滑到何处?此时电压表的示数为多少?10min内电流通过R1产生的热量是多少?(2)S、S2闭合,S1断开时,求电路允许消耗的最大功率(保证各用电器安全).
【答案】 解:(1)S,S1闭合,S2断开时,R1和R3串联在电路中,电源电压不变,要使电流表的示数最小,电路的电阻应该最大,滑动变阻器连入的电阻最大,滑片在a端.R=R1 R3=10Ω 20Ω=30Ω,
I=U/R=12V/30Ω=0.4A,
U3=IR3=0.4A×20Ω=8V
t=10min=600s
Q=I2R1t=(0.4A)2×10Ω×600s=960J.
(2)S、S2闭合,S1断开时,R2和R3串联在电路中,
当P在b时,电路中的电流为:
I=U/R2=12V/15Ω=0.8A>0.6A
为了使电路安全,此时电路中允许的最大电流为0.6A,
P最大=UI最大=12V×0.6A=7.2W.
答:(1)S,S1闭合,S2断开时,要使电流表的示数最小,则滑动变阻器的滑片P应滑到a端.此时电压表的示数为8V.10min内电流通过R1产生的热量是960J.
(2)S、S2闭合,S1断开时,电路允许消耗的最大功率7.2W.
【解析】 S,S1闭合,S2断开时,R1和R3串联在电路中,电源电压不变,要使电流表的示数最小,电路的电阻应该最大.
电路的电阻最大,滑动变阻器全部接入,求得总电阻,电流,根据欧姆定律求出滑动变阻器两端的电压.
知道电流、电阻、时间,根据欧姆定律求出产生的电热.S、S2闭合,S1断开时,R2
和R3串联在电路中,电源电压不变,要使电路的功率最大,电阻应该最小,滑片滑到
b端,但又考虑到各用电器的安全,不能就此简单计算.
本题通过开关的闭合和断开,改变电路的连接方式,是初中电学的典型习题,一定要熟练