如图所示的电路,电源电压3V 且保持不变。滑动变阻器 标有“2A20Ω ”的字样,电压表量程为0~3V ,电流表量程为0~0.6A ,滑动变阻器滑片P在最右端时,闭合开关S,电流表示数为0.1A。求:
(1)此时通过R2的电流大小和滑动变阻两端的电压;
(2)定值电阻R1的阻值;
(3)当滑动变阻器接入电路的阻值为5Ω时,R1消耗的电功率;
(4)在电路安全的情况下,该电路可接到多大电压的电路中?
解析:
(1)当滑动变阻器滑片P移动到最右端时,其接入电路的电阻最大。即20Ω。此时通过R2的电流及其两端的电压分别是:
I1=I2=I=0.1A
U2=I2R2=0.1A×20Ω=2V
定值电阻R1的大小是:
R1= | U1 | = | 3V-2V | =10Ω |
I1 | 0.1A |
当其接入电路中的电阻为5Ω时,电路中的电流及R1消耗的电功率分别是:
I’1=I’= | U | = | 3V | =0.2A |
R1+R2’ | 10Ω+5Ω |
P1=I1’2R1=(0.2A)2×10Ω=0.4W
当电压表达最大量程3V时,电路中的电流为:
Imax= | U1 | = | 3V | =0.3A<0.6A |
R1 | 10Ω |
此时若电源电压最大,则滑动变阻器接入电路的电阻最大。此时的电源电压为:
Umax=Imax(R1+R2)=0.3A×(10Ω+20Ω)=9V
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