如图所示,电源电压保持不变,滑动变阻器最大值为R1=40Ω,小灯泡的电阻为10Ω且保持不变.当S1、S2 均闭合且滑片P 滑到a 端时,电流表 A1、A2的示数之比为3:2;当S1、S2均断开且滑片P置于
问题描述:
如图所示,电源电压保持不变,滑动变阻器最大值为R1=40Ω,小灯泡的电阻为10Ω且保持不变.当S1、S2 均闭合且滑片P 滑到a 端时,电流表 A1、A2的示数之比为3:2;当S1、S2均断开且滑片P置于滑动变阻器中点时,小灯泡 L的功率为10W.求:
(1)电阻R2 的阻值;
(2)当S1、S2 均闭合且滑片P 在a端时,电压表的示数;
(3)整个电路消耗的最小电功率.
答
(1)当S1、S2均闭合且滑片P滑到a端时,小灯泡L短路,R1、R2并联,电流表A1测干路电流,A2测R2电流.
∵
=I I2
,I=I1+I2,3 2
∴
=I1 I2
,1 2
∵
=I1 I2
,R1 R2
∴R2=
R1=I1 I2
×40Ω=20Ω.1 2
答:电阻R2 的阻值为20Ω.
(2)当S1、S2均断开且滑片P置于变阻器中点时,小灯泡L和R1串联,
∵P=I2RL∴I=
=
P RL
=1A,
10W 10Ω
电源电压U=I(RL+
R1)=1A×(10Ω+1 2
×40Ω)=30V,1 2
当S1、S2均闭合且滑片P在a端时,电压表测电源电压,
∴电压表示数U示=30V.
答:当S1、S2 均闭合且滑片P 在a端时,电压表的示数为30V.
(3)当S1、S2均断开且滑片P滑到端a时,电路总电阻最大,电路消耗电功最小.
电路总电阻:R=R1+RL=40Ω+10Ω=50Ω,
电路总功率:P=
=U2 R
=18W.(30V)2
50Ω
答:整个电路消耗的最小电功率是18W.