Question

如圖甲所示電路，電源電壓及燈泡L的電阻均不變，滑動變阻器的最大阻值為R1=20Ω。當S1、S2均閉合且滑片P滑到b端時，電流表A1、A2的指針恰好指到同一位置，如圖乙所示；當S1、S2均斷開且滑片P置于滑動變阻器的中點時，電流表A1的示數為0.4A，求：

（1）電源電壓；

（2）R2的電阻；

（3）整個電路消耗的最小電功率。

 

Answer 1

（1）16V。（2）30Ω （3）5.12W

【解析】

試題分析：（1）S1、S2均閉合，滑片P滑到b端時，對R2短路，燈L與R1并聯R1=20Ω，由題圖可得：干路電流I=1A，通過燈泡電流IL=0.2A，則通過R1的電流I1=I－IL=1A－0.2A=0.8A ，電源電壓U=I1R1=0.8A×20Ω=16V。

（2）S1、S 2均斷開，滑片P置于滑動變阻器的中點時，R2與Rap=10Ω串聯，通過電路中的電流I=0.4A，則電路的總電阻R=U/I=16V/0.4A=40Ω，R2的電阻為R2=R－Rap=40Ω－10Ω=30Ω。

（3）由P=U2/R總可知：當U一定時，R總最大，電路功率P最小，所以，當S1、S2均斷開且滑片P滑到b端時，R1與R2串聯，此時R總最大，則R總=30Ω+20Ω=50Ω，整個電路消耗的最小電功率為Pmin=U2/R總=（16V）2/50Ω=5.12W。

考點：電路的綜合分析與計算