用电阻为12欧的均匀电阻丝制成一个直径为D的圆环,并把它接到如图所示的电路中.图中导线a的P端能沿圆环移动,并保持接触良好.已知R1为15欧,电源电压为9伏.问: (1)当P移至何处时

问题描述:

用电阻为12欧的均匀电阻丝制成一个直径为D的圆环,并把它接到如图所示的电路中.图中导线a的P端能沿圆环移动,并保持接触良好.已知R1为15欧,电源电压为9伏.问:

(1)当P移至何处时,电路中的电流强度最大?求出这个最大电流强度Im
(2)当P移至何处时,电路中的总电阻最大?试证明.求出这时的电源输出功率.

(1)由电路图可知,这个电路滑片P转到A点时对圆环电阻发生短路;电路中只有R1连入,电流为最大,
根据欧姆定律得:Im=

U
R1
=
9V
15Ω
=0.6A.
(2)设P转到某点时,两圆弧电阻分别为R1和R2,且R1+R2=12Ω,
电路的总电阻为:R=
R1R2
R1+R2
=
R1(12Ω−R1)
12Ω

当R1=12Ω-R1,即R1=6Ω时,P点与A点在圆环的直径上,
电路中的总电阻最大R最大=
6Ω ×(12Ω−6Ω )
12Ω
=3Ω,
这时的电源输出功率P=
U2
R
=
U2
R1+R最大
=
(9V)2
15Ω+3Ω
=4.5W.
答:(1)当P移至A处时,电路中的电流强度最大为0.6A;
(2)当P移至中间处时,电路中的总电阻最大.这时的电源输出功率为4.5W.