Question

【題目】在如圖所示的電路中，電阻R1的阻值為10Ω，滑動(dòng)變阻器R2標(biāo)有“50Ω 2A”字樣，電流表的量程選擇“0～3A”。只閉合電鍵S1 ， 電流表的示數(shù)為0.8安；再閉合S2 ， 電流表的示數(shù)變化了0.4安．求：
①電源電壓；
②電阻R2接入電路的阻值；
③該電路的最大電功率。

Answer 1

【答案】解：①只閉合電鍵S1時(shí)，電路為R1的簡單電路，電流表測通過R1的電流，
由I= 可得，電源電壓：U=I1R1=0.8A×10Ω=8V；
②閉合電鍵S1后，再閉合S2時(shí)，R1與R2并聯(lián)，電流表A測干路電流，
因并聯(lián)電路中各支路獨(dú)立工作、互不影響，所以通過R1的電流不變，仍為0.8A，
則電流表示數(shù)的變化量即為通過R2的電流，I2=0.4A，
因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，
所以，電阻R2接入電路的阻值：
R2= = =20Ω；
③當(dāng)電流表的示數(shù)I=3A時(shí)，通過R2的電流：I2′=I﹣I1=3A﹣0.8A=2.2A，
由于此時(shí)通過R2的電流大于其允許通過的最大電流2A，
所以，電路的最大電流：I大=I1+I2大=0.8A+2A=2.8A，
則電路的功率最大，P大=UI大=8V×2.8A=22.4W。
答：①電源電壓為8V；②電阻R2接入電路的阻值為20Ω；③該電路的最大電功率為22.4W。
【解析】①只閉合電鍵S1時(shí)，電路為R1的簡單電路，電流表測通過R1的電流，根據(jù)歐姆定律求出電源的電壓；②閉合電鍵S1后，再閉合S2時(shí)，R1與R2并聯(lián)，電流表A測干路電流，根據(jù)并聯(lián)電路中各支路獨(dú)立工作、互不影響可知通過R1的電流不變，電流表示數(shù)的變化量即為通過R2的電流，利用并聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)和歐姆定律求出電阻R2接入電路的阻值；③根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)求出電流表示數(shù)最大時(shí)通過R2的電流，然后與滑動(dòng)變阻器允許通過的最大電流相比較確定電路中的最大電流，根據(jù)P=UI求出該電路的最大電功率。本題考查了并聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律、電功率公式的應(yīng)用，會(huì)確定電路中的最大電流是關(guān)鍵。
【考點(diǎn)精析】通過靈活運(yùn)用歐姆定律及其應(yīng)用和電功率的計(jì)算公式，掌握歐姆定律的應(yīng)用： ① 同一個(gè)電阻，阻值不變，與電流和電壓無關(guān) 但加在這個(gè)電阻兩端的電壓增大時(shí)，通過的電流也增大．（R=U/I） ② 當(dāng)電壓不變時(shí)，電阻越大，則通過的電流就越�。�（I=U/R） ③ 當(dāng)電流一定時(shí)，電阻越大，則電阻兩端的電壓就越大．（U=IR）；計(jì)算電功率公式：P =W/t ；P=UI ; 式中單位P→瓦(w)；W→焦；t→秒；U→伏（V）；I→安（A）計(jì)算電功率還可用公式：P=I2R和P= U2/R即可以解答此題．