如圖所示,電源電壓為20V恒定不變,R1=5Ω,當S1閉合,S2、、S3斷開,滑動變阻器的滑片P在最左端時,A的示數(shù)為1A;當S1、S2、S3都閉合,滑片P移動到距離最右端2/3時,電流表A的示數(shù)為6A,求:
(1)滑動變阻器的最大阻值.
(2)R2的阻值.
(3)當S1閉合,S2、S3斷開,滑動變阻器接入電路的阻值為5Ω時,R1消耗的電功率是多少?

解:(1)當S1閉合,S2、、S3斷開時,
電路中的電流I=1A,電阻R1和最大阻值的滑動變阻器R串聯(lián),
電路的總電阻:
R===20Ω
滑動變阻器的最大阻值:
R=R-R1=20Ω-5Ω=15Ω.
(2)當S1、S2、S3都閉合時,
電路中的電流I′=6A,滑動變阻器接入電路的電阻R′=R=10Ω,
電阻R2和此時的滑動變阻器R′并聯(lián);
通過滑動變阻器的電流:
IR′===2A
通過電阻R2的電流:
I2=I′-IR′=6A-2A=4A
電阻R2的阻值:
R2===5Ω.
(3)當S1閉合,S2、S3斷開時,
R″=5Ω,電阻R1和滑動變阻器R″串聯(lián),
電路的總電阻:
R″=R1+R″=5Ω+5Ω=10Ω
電路中的電流:
I″===2A
R1消耗的電功率:
P=I″2R1=(2V)2×5Ω=20W.
答:(1)滑動變阻器的最大阻值為15Ω;(2)R2的阻值為5Ω;(3)R1消耗的電功率為20W.
分析:(1)當S1閉合,S2、S3斷開時,電阻R1和最大阻值的滑動變阻器R串聯(lián);根據(jù)歐姆定律求出總電阻,根據(jù)串聯(lián)電路電阻規(guī)律求出滑動變阻器的最大阻值.
(2)當S1、S2、S3都閉合時,電阻R2和此時的滑動變阻器R′并聯(lián);根據(jù)歐姆定律求出通過滑動變阻器的電流,根據(jù)并聯(lián)電路電流的特點求出通過電阻R2的電流,再根據(jù)歐姆定律求出R2的阻值.
(3)當S1閉合,S2、S3斷開時,電阻R1和滑動變阻器R″串聯(lián);根據(jù)串聯(lián)電路電阻規(guī)律求出總電阻,根據(jù)歐姆定律求出電路中電流,最后根據(jù)P=I2R求出R1消耗的電功率.
點評:本題考查了串并聯(lián)電路電壓、電流、電阻規(guī)律和歐姆定律的應(yīng)用,以及電功率公式的計算,分清開關(guān)通斷時電路中用電器的狀態(tài)是解決本題的關(guān)鍵.
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0.5
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2
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