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(2014•奉贤区二模)在如图所示的电路中,电阻R1的阻值为20欧,滑动变阻器R2上标有“10Ω2.5A”字样.闭合电键S,电流表A的示数为0.9安.①若电源电压为6伏,求通过电阻R1的电流I1和变阻
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①若电源电压为6伏,求通过电阻R1的电流I1和变阻器R2消耗的电功率P2.
②若电源电压可变,电流表A选接“0~3A”量程.现用定值电阻R0替换R1,要求:电源电压取6~12伏之间某一值,在移动变阻器滑片P的过程中,电流表A的指针能达到满刻度处.
第一,现有阻值为10欧和15欧的两个电阻,满足上述要求时应选择的电阻阻值为______欧.
第二,满足上述要求时替换的定值电阻R0的取值范围为______欧至______欧.
▼优质解答
答案和解析
①∵R1、R2并联,
通过电阻R1的电流I1=
=
=0.3A
通过R2的电流I2=I-I1=0.9A-0.3A=0.6A,
变阻器R2消耗的电功率P2=UI2=UI2=6V×0.6A=3.6W;
②第一、当电源的电压最大U=6V时,
根据I=
可得,通过10欧、15欧R0电阻的电流分别为0.6A、0.4A,
因滑动变阻器允许通过的最大电流为2.5A,则要使电流表的示数能达到3A,
则15Ω的电阻不可选,应选10Ω的电阻;
第二、当通过滑动变阻器的电流为2.5A,且电源的电压U=6V时,R0的阻值最大,
R0=
=
=12Ω;
当电源的电压U=12V,且滑动变阻器的阻值最大时,R0的阻值最小,
通过滑动变阻器的电流I滑=
=
=1.2A,
通过R0的电流I0=I-I滑=3A-1.2A=1.8A,
R0=
=
=
≈6.7Ω,
即定值电阻R0的取值范围为6.7Ω~12Ω.
答:①通过电阻R1的电流为0.3A,变阻器R2消耗的电功率为3.6W;
②第一,10欧.
第二,6.7;12.
通过电阻R1的电流I1=
U |
R1 |
6V |
20Ω |
通过R2的电流I2=I-I1=0.9A-0.3A=0.6A,
变阻器R2消耗的电功率P2=UI2=UI2=6V×0.6A=3.6W;
②第一、当电源的电压最大U=6V时,
根据I=
U |
R |
因滑动变阻器允许通过的最大电流为2.5A,则要使电流表的示数能达到3A,
则15Ω的电阻不可选,应选10Ω的电阻;
第二、当通过滑动变阻器的电流为2.5A,且电源的电压U=6V时,R0的阻值最大,
R0=
U |
I−I滑 |
6V |
3A−2.5A |
当电源的电压U=12V,且滑动变阻器的阻值最大时,R0的阻值最小,
通过滑动变阻器的电流I滑=
U |
R滑 |
12V |
10Ω |
通过R0的电流I0=I-I滑=3A-1.2A=1.8A,
R0=
U |
I0 |
12V |
1.8A |
20Ω |
3 |
即定值电阻R0的取值范围为6.7Ω~12Ω.
答:①通过电阻R1的电流为0.3A,变阻器R2消耗的电功率为3.6W;
②第一,10欧.
第二,6.7;12.
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