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【題目】如圖甲所示的電路中,電阻R1的阻值為20Ω,R2為滑動變阻器,其規(guī)格能夠滿足電路要求.電流表A、A1的表盤均如圖乙所示,電源電壓為12V,且保持不變.閉合開關S,在保持電路元件正常使用的情況下,求:
①電流表A1的示數(shù);
②電路中的最大電功率為多少?此時通過R2的電流I2是多少?
③若R2為一個規(guī)格為“30Ω 2A”的滑動變阻器,電流表A的示數(shù)變化的最大值△I是多少?
④聯(lián)系家庭電路,并結合以上計算結果,類比說一說對合理使用家用電器的啟示.

【答案】解:①電流表A1的示數(shù)I1= = =0.6A;
②由圖乙可知:電路中的最大電流為電流表A使用3A的量程時,則電路中的最大電流為3A,
最大功率P=UI=12V×3A=36W;
因并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和,
所以,則通過R2的電流:
I2=I﹣I1=3A﹣0.6A=2.4A;
③若R2為一個規(guī)格為“30Ω 2A”的滑動變阻器,由于R1支路的電流不變,當滑動變阻器接入電路中的電阻最大時,干路電流最小,
則I2最小= = =0.4A,
所以,電流表A的最小示數(shù)I最小=I1+I2最小=0.6A+0.4A=1A,
由于電流表A的量程為0~3A,所以最大示數(shù)I最大=3A,
△I=I最大﹣I最小=3A﹣1A=2A;
④由于并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和,當支路電阻越小干路電流越大,所以為保護電路,使用家用電器時注意額定功率,不能使干路電流超過規(guī)定值.
答:①電流表A1的示數(shù)為0.6A;②電路中的最大電功率為36W,通過R2的電流I2是2.4A;③若R2為一個規(guī)格為“30Ω 2A”的滑動變阻器,電流表A的示數(shù)變化的最大值△I是2A;④使用家用電器時注意額定功率,不能使干路電流超過規(guī)定值.
【解析】由電路圖可知,R1與R2并聯(lián),電流表A1測R1支路的電流,電流表A2測干路電流.①根據歐姆定律即可求出電流表A1的示數(shù);
②根據電流表A的量程確定出電路中的最大電流即可利用P=UI求出最大功率;利用并聯(lián)電路的電流特點求出通過R2的電流;
③若R2為一個規(guī)格為“30Ω 2A”的滑動變阻器,移動滑片時通過R1的電流不變,根據滑動變阻器的最大電阻值即可求出電流表A的最小值,根據電流表的量程即得出電流表的最大值,最后即可求出示數(shù)變化的最大值△I;
④根據電流表A的示數(shù)變化即可得出使用家用電器的啟示.
本題考查了并聯(lián)電路的特點和歐姆定律、電功率公式、電功公式的應用,關鍵是滑動變阻器消耗最大和最小功率的判斷.
【考點精析】關于本題考查的歐姆定律及其應用和電功率的計算公式,需要了解歐姆定律的應用: ① 同一個電阻,阻值不變,與電流和電壓無關 但加在這個電阻兩端的電壓增大時,通過的電流也增大.(R=U/I) ② 當電壓不變時,電阻越大,則通過的電流就越。↖=U/R) ③ 當電流一定時,電阻越大,則電阻兩端的電壓就越大.(U=IR);計算電功率公式:P =W/t ;P=UI ; 式中單位P→瓦(w);W→焦;t→秒;U→伏(V);I→安(A)計算電功率還可用公式:P=I2R和P= U2/R才能得出正確答案.

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