(2007?徐州)如图所示电路,电源电压为4.5V,R1阻值为5Ω,滑动变阻器R2最大阻值为20Ω,电流表量程为0

2025-05-11 21:36:56
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(1)当电流表示数为I1=0.6A时,电阻R1两端电压为U1=I1R1=0.6A×5Ω=3V;
滑动变阻器两端的电压U2=U-U1=4.5V-3V=1.5V,
所以滑动变阻器连入电路的电阻最小为R=

U2
I1
=
1.5V
0.6A
=2.5Ω;
当电压表示数最大为U=3V时,R1两端电压为U3=U-U=4.5V-3V=1.5V,
电路电流为I=
U3
R1
=
1.5V
=0.3A;
滑动变阻器接入电路的电阻最大为R=
U
I
=
3V
0.3A
=10Ω.
所以R2的取值范围为2.5Ω≤R2≤10Ω.
(2)当滑动变阻器接入电路的电阻为R2=10Ω时,整个电路消耗的电功率最小;
正常工作时整个电路消耗的最小功率为P最小=UI=4.5V×0.3A=1.35W.
(3)设滑动变阻器的阻值为R时,其消耗的电功率最大,则
串联电路的电流为I=
U
R1+R2
=
4.5V
5Ω+R

滑动变阻器消耗的电功率为P=(
4.5V
5Ω+R
2R=
20.25R
25+10R+R2

当R=5Ω时,滑动变阻器消耗的电功率最大为P=1.0125.
答:(1)滑动变阻器允许接入电路的阻值范围为2.5~10Ω.
(2)正常工作时整个电路消耗的最小功率为1.35W.
(3)滑动变阻器消耗的最大功率1.0125 W.