在如圖*所示的電路中,R0為定值電阻,R為滑動變阻器,電源電壓不變,閉合開關S後,調節滑片P從a端移動到b端過...
問題詳情:
在如圖*所示的電路中,R0為定值電阻,R為滑動變阻器,電源電壓不變,閉合開關S後,調節滑片P從a端移動到b端過程中,電流表示數I與電壓表示數U的變化關係如圖乙所示.求:
(1)電路中電流最小時,1min內電流通過電阻R做的功;
(2)電源電壓和定值電阻R0;
(3)若電壓表量程為0~15V,電流表量程為0~3A,為保*電錶正常工作,定值電阻R0消耗的功率範圍.
【回答】
(1)240J(2)20Ω(3)4.05W~28.8W
【解析】
由電路圖可知,R與R0串聯,電壓表測R兩端的電壓,電流表測電路中的電流。
(1)由圖乙可知,電路中的最小電流和R兩端的電壓,根據求出1min內電流通過電阻R做的功;
(2)當滑動變阻器接入電路中的電阻最大時電路中的電流最小,根據串聯電路的電壓特點和歐姆定律表示出電源的電壓;當滑動變阻器接入電路中的電阻為零時,電路中的電流最大,根據影象讀出電路中的電流,根據歐姆定律表示出電源的電壓,利用電源的電壓不變得出等式即可求出R0的阻值,進一步求出電源的電壓;
(3)當電路中的電流最大時定值電阻R0消耗的功率最大,根據求出R0消耗的最大功率,當電壓表的示數最大時電路中的電流最小,R0消耗的電功率最小,根據串聯電路的電壓特點求出R0兩端的電壓,根據求出R0消耗的最小功率,然後求出定值電阻R0消耗的功率範圍。
【詳解】
由電路圖可知,R與R0串聯,電壓表測R兩端的電壓,電流表測電路中的電流。
(1)由圖乙可知,電路中的最小電流I小=0.2A,R兩端的電壓UR=20V,1min內電流通過電阻R做的功:;
(2)當滑動變阻器接入電路中的電阻最大時電路中的電流最小,因串聯電路中總電壓等於各分電壓之和,所以,電源的電壓:,當滑動變阻器接入電路中的電阻為零時,電路中的電流最大,由影象可知,電路中的最大電流I大=1.2A,則電源的電壓:,因電源的電壓不變,所以,,解得:R0=20Ω,電源的電壓;
(3)當電路中的電流最大時定值電阻R0消耗的功率最大,則R0消耗的最大功率:,當電壓表的示數最大時電路中的電流最小,R0消耗的電功率最小,此時R0兩端的電壓:,R0消耗的最小功率:,定值電阻R0消耗的功率範圍為4.05W~28.8W。
答:(1)電路中電流最小時,1min內電流通過電阻R做的功為240J;
(2)電源電壓為24V,定值電阻R0為20Ω;
(3)定值電阻R0消耗的功率範圍為4.05W~28.8W。
【點睛】
本題考查了串聯電路的特點和歐姆定律、電功率公式、電功公式的應用,關鍵是從影象中讀出有用的資訊。
知識點:電功率
題型:計算題