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(2011•浦东新区二模)在图所示的电路中,R1的阻值为10欧,两电压表的规格相同,电源电压为15伏且保持不变,闭合电键S后,电压表Vl的示数如图所示.求:①通过电阻R1的电流;②电流通
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①通过电阻R1的电流;
②电流通过电阻R2所消耗的功率;
③若用标有“20Ω 2A”字样滑动变阻器来替换电阻R2,通过移动变阻器的滑片,使两电表能分别达到某量程的满刻度,且电路能正常工作.
第一,要满足上述要求,两电压表量程的选择有______种组合.若有多种组合,请从中选择一组;若只有一种组合,请判断出:Vl表量程:0~______V,V2表量程:0~______V.
第二,若再用电阻R0替换R1来满足上述要求,通过计算说明R0的可能取值范围为多少.
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答案和解析
(1)I1=
=
=0.5A;
(2)P2=U2I2=(15V-5V)×0.5A=5W;
(3)①由电源的电压为15V可知,两电压表的量程不可能同为0~3V时,否则两电表可能会损坏;
当滑动变阻器接入电路的电阻最大时,
根据串联电路的电阻分压特点可知R1两端的电压为U1=
U=
×15V=5V>3V,所以V1的量程必为0~15V;
滑动变阻器两端的最大电压U滑=15V-5V=10V<15V,所以电压表V2的量程必为0~3V.
②当电路中的电流为Imax=2A时,V1的示数达到最大值15V,
R0min=
=
=7.5Ω;
当滑动变阻器接入电路的电阻最大时,电压表V2达到最大值3V,
则R0max=
R2大=
×20Ω=80Ω,
故R0的可能取值范围为7.5Ω~80Ω.
答:(1)通过电阻R1的电流为0.5A;
(2)电流通过电阻R2所消耗的功率5W;
(1)①1;15;3;②R0的取值范围为7.5Ω~80Ω.
U1 |
R1 |
5V |
10Ω |
(2)P2=U2I2=(15V-5V)×0.5A=5W;
(3)①由电源的电压为15V可知,两电压表的量程不可能同为0~3V时,否则两电表可能会损坏;
当滑动变阻器接入电路的电阻最大时,
根据串联电路的电阻分压特点可知R1两端的电压为U1=
R1 |
R1+R滑 |
10Ω |
10Ω+20Ω |
滑动变阻器两端的最大电压U滑=15V-5V=10V<15V,所以电压表V2的量程必为0~3V.
②当电路中的电流为Imax=2A时,V1的示数达到最大值15V,
R0min=
U |
Imax |
15V |
2A |
当滑动变阻器接入电路的电阻最大时,电压表V2达到最大值3V,
则R0max=
U1 |
U2 |
12V |
3V |
故R0的可能取值范围为7.5Ω~80Ω.
答:(1)通过电阻R1的电流为0.5A;
(2)电流通过电阻R2所消耗的功率5W;
(1)①1;15;3;②R0的取值范围为7.5Ω~80Ω.
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