(2015•荆州)电源电压为25V且保持不变,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,其上标有“50Ω2A”的字样,...
问题详情:
(2015•荆州)电源电压为25V且保持不变,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,其上标有“50Ω 2A”的字样,电流表A1的量程为0~0.6A,电流表A2的量程为0~3A,灯泡L标有“5V 1W”的字样.
(1)灯泡L正常工作时的电流是多大?
(2)闭合S,断开S1、S2,灯泡恰好正常工作,求R1的阻值.
(3)S、S1、S2均闭合,求滑动变阻器R2连入电路的阻值为多大时电路功率最大?并求出此种情况下电路1min消耗的电能.
【回答】
解:(1)由P=UI可得,灯泡的额定电流I额===0.2A;
(2)闭合S、断开S1、S2,R1与L串联,灯泡正常工作,则UL=5V,IL=0.2A,
R1两端的电压U1=U﹣UL=25V﹣5V=20V;
由I=得,定值电阻的电阻大小为:R1===100Ω;
(3)S、S1、S2均闭合时,电路电压为25V,L短路,R1与R2并联,此时通过R1的电流是一个定值,大小为:
IR1===0.25A,
R1的电功率为PR1=UR1IR1=25V×0.25A=6.25W,
如果电路干路中的电流为电流表A2允许通过的最大电流3A,而R1的电流为0.25A,这时R2通过的电流为:
IR2=I总﹣IR1=3A﹣0.25A=2.75A>2A,超过了变阻器允许通过的最大电流,所以R2中能通过的最大电流为2A,于是此时滑动变阻器R2连入电路的阻值为:
R2===12.5Ω;
R2最大功率为PR2大=UIR2大=25V×2A=50W
从而电路中最大功率为P总大=PR1+PR2大=6.25W+50W=56.25W;
由P=得,电路1min消耗的电能最大值W=P总大t=56.25W×60s=3375J.
答:(1)灯泡正常工作时的电流是0.2A;
(2)R1的阻值为100Ω;
(3)滑动变阻器R2为12.5Ω时电路功率最大,此时电路1min消耗的电能值是3375J.
知识点:电功率单元测试
题型:计算题