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(2013•金山区二模)在如图所示的电路中,电源电压为18伏且保持不变,电阻R1的阻值为35欧,R2上有“200Ω1A”的字样.闭合电键S,移动滑动变阻器滑片P到某一位置时,电压表的示数为7.5伏
题目详情

(1)电路中的电流及电路消耗的总功率;
(2)现有三个电阻:10欧、30欧、50欧,请选择其中一个电阻R0替换R1,在电路正常工作的前提下,使变阻器滑片在移动过程中电表达到满刻度的次数要最多(包括更换量程),该电阻是______欧,并求出电压表满刻度时滑动变阻器接入电路的电阻.
(3)电压表达满刻度时变阻器R2与替换的定值电阻R0之间满足的所有条件.
▼优质解答
答案和解析
(1)∵R1、R2串联,
∴电阻R1两端的电压U1=U-U2=18V-7.5V=10.5V;
∵I=
,
∴通过R1的电流,也就是电路中的电流I=I1=
=
=0.3A;
∴电路消耗的总功率P=UI=18V×0.3A=5.4W.
答:电路中的电流为0.3A,电路消耗的总功率为5.4W.
(2)①由滑动变阻器铭牌知:电路中的电流不能超过1A,所以电流表能达到满刻度只有0.6A,当电路中电流为0.6A时,电路中总电阻R=
=
=30Ω,所以电阻R0可能为10Ω或30Ω.
②当压表选用的量程是0~3V,指针达到满刻度,即U2′=3V,
∴R0两端电压U0=U-U2′=18V-3V=15V,
∴
=
,
∴
=
,
∴R0=5R2,
∴R0取值范围为0~1000Ω.
当R0=10Ω时,电路中电流I=
=
=1.5A>1A,
∴电阻R0不能为10Ω.
当R0=30Ω时,电路中电流I=
=
=0.6A<1A,
∴电阻R0可能为30Ω.
当R0=50Ω时,电路中电流I=
=
=0.3A<1A,
∴电阻R0可能为50Ω.
③当压表选用的量程是0~15V,指针达到满刻度,即U2′=15V,
∴R0两端电压U0=U-U2′=18V-15V=3V,
∴
=
∴电阻R1两端的电压U1=U-U2=18V-7.5V=10.5V;
∵I=
U |
R |
∴通过R1的电流,也就是电路中的电流I=I1=
U1 |
R1 |
10.5V |
35Ω |
∴电路消耗的总功率P=UI=18V×0.3A=5.4W.
答:电路中的电流为0.3A,电路消耗的总功率为5.4W.
(2)①由滑动变阻器铭牌知:电路中的电流不能超过1A,所以电流表能达到满刻度只有0.6A,当电路中电流为0.6A时,电路中总电阻R=
U |
I |
18V |
0.6A |
②当压表选用的量程是0~3V,指针达到满刻度,即U2′=3V,
∴R0两端电压U0=U-U2′=18V-3V=15V,
∴
U0 |
R0 |
| ||
R2 |
∴
15V |
R0 |
3V |
R2 |
∴R0=5R2,
∴R0取值范围为0~1000Ω.
当R0=10Ω时,电路中电流I=
U0 |
R0 |
15V |
10Ω |
∴电阻R0不能为10Ω.
当R0=30Ω时,电路中电流I=
U0 |
R0 |
15V |
30Ω |
∴电阻R0可能为30Ω.
当R0=50Ω时,电路中电流I=
U0 |
R0 |
15V |
50Ω |
∴电阻R0可能为50Ω.
③当压表选用的量程是0~15V,指针达到满刻度,即U2′=15V,
∴R0两端电压U0=U-U2′=18V-15V=3V,
∴
U0 |
R0 |
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