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如图甲所示,电源两端电压U总保持不变,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器.图乙反映了开关闭合后,滑片P从最右端移动到最左端的过程中,ab两端电压U和通过电流I之间的关系图象(图中A、B
题目详情
如图甲所示,电源两端电压U总 保持不变,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器.图乙反映了开关闭合后,滑片P从最右端移动到最左端的过程中,ab两端电压U和通过电流I之间的关系图象(图中A、B两点分别对应两端);图丙反映了滑动变阻器R2消耗的功率P与电流I之间的关系的部分图象.求:
(1)R2的最大阻值R0为多大?
(2)电源两端电压U总为多大?
(3)当R2的功率为120W时,电路消耗的总功率P总可能为多大?
(1)R2的最大阻值R0为多大?
(2)电源两端电压U总为多大?
(3)当R2的功率为120W时,电路消耗的总功率P总可能为多大?
▼优质解答
答案和解析
(1)当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,
由乙图中A点可知,电流的最小值I1=2A,此时R2两端电压U1=40V,
由I=
可得,R2的最大阻值:
R0=
=
=20Ω;
(2)当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,电源的电压:
U总=I1R1+U1=2A×R1+40V,
当滑动变阻器阻值为0时,电流中的电流最大,由乙图中B点可知最大值I2=10A,
则电源的电压:
U总=I2R1=10A×R1,
因电源的电压不变,
所以,2A×R1+40V=10A×R1,
解得:R1=5Ω,
电源电压U总=I2R1=10A×5Ω=50V;
(3)由丙图可知,当R2的功率为120W时,电路中的电流I=4A,
则电路消耗的总功率:
P总=U总I=50V×4A=200W;
由乙图可知,当R2的功率为120W时,电路中电流也可能为I′=6A
此时,电路消耗的总功率:
P总′=U总I′=50V×6A=300W,
所以,电路消耗的总功率P总可能为200W或300W.
答:(1)R2的最大阻值R0为20Ω;
(2)电源两端电压U总为50V;
(3)当R2的功率为120W时,电路消耗的总功率P总可能为200W,也可能为300W.
由乙图中A点可知,电流的最小值I1=2A,此时R2两端电压U1=40V,
由I=
U |
R |
R0=
U1 |
I1 |
40V |
2A |
(2)当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,电源的电压:
U总=I1R1+U1=2A×R1+40V,
当滑动变阻器阻值为0时,电流中的电流最大,由乙图中B点可知最大值I2=10A,
则电源的电压:
U总=I2R1=10A×R1,
因电源的电压不变,
所以,2A×R1+40V=10A×R1,
解得:R1=5Ω,
电源电压U总=I2R1=10A×5Ω=50V;
(3)由丙图可知,当R2的功率为120W时,电路中的电流I=4A,
则电路消耗的总功率:
P总=U总I=50V×4A=200W;
由乙图可知,当R2的功率为120W时,电路中电流也可能为I′=6A
此时,电路消耗的总功率:
P总′=U总I′=50V×6A=300W,
所以,电路消耗的总功率P总可能为200W或300W.
答:(1)R2的最大阻值R0为20Ω;
(2)电源两端电压U总为50V;
(3)当R2的功率为120W时,电路消耗的总功率P总可能为200W,也可能为300W.
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