Question

【題目】在圖所示的電路中，電源電壓為12V且不變，電阻R1的阻值為10Ω。

閉合開(kāi)關(guān)S，求電流表的示數(shù)I。

(2)現(xiàn)有滑動(dòng)變阻器R2，其規(guī)格為“20Ω，1.5A”、“50Ω， 1A"或“50Ω， 1.5A" 中的一個(gè)。將R1與R2分別以串聯(lián)和并聯(lián)的連接方式接入M、N接線柱，閉合開(kāi)關(guān)S，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器R2的滑片，觀察不同連接方式中電流表的兩次示數(shù)分別是2.5A和0.2A。

（a）請(qǐng)通過(guò)計(jì)算判斷所用滑動(dòng)變阻器R2的規(guī)格；

（b）在電路元件安全工作的條件下，判斷：哪種連接方式中滑動(dòng)變阻器的最大電功率較大，求出該最大電功率P。

Answer 1

【答案】(1)1.2A；(2)（a）50Ω，1.5A；（b）并聯(lián) ，18W；

【解析】

(1)根據(jù)歐姆定律算出電流表的示數(shù)I；

(2)（a）若變阻器R2與電阻R1并聯(lián)在電路中，電路的電流最大，根據(jù)表格數(shù)據(jù)和歐姆定律算出滑動(dòng)變阻器的最大電流，大體判斷出滑動(dòng)變阻器的規(guī)格；

若變阻器R2與電阻R1串聯(lián)在電路中，電路的電流最小，根據(jù) 歐姆定律算出電阻R1和R2的總電阻，由串聯(lián)電路電阻的規(guī)律算出滑動(dòng)變阻器的最大電阻；從而確定出滑動(dòng)變阻器的規(guī)格；

（b）因?yàn)?/span>P=U2I2，要變阻器的功率最大，即U2、I2均最大，所以變阻器R2與電阻R1并聯(lián)在電路中，根據(jù)P=U2I2算出滑動(dòng)變阻器的最大功率。

(1)根據(jù)歐姆定律知，電流表的示數(shù)為

(2)（a）當(dāng)R1與R2串聯(lián)時(shí)，I串=0.2A，則總電阻

此時(shí)R2的電阻

當(dāng)R1與R2關(guān)聯(lián)時(shí)，I并=2.5A，則有

此時(shí)通過(guò)R2的電流

I2=I并-I=1.3A

由串聯(lián)和并聯(lián)時(shí)求出的R2和I2可知，所用R2的規(guī)格為“50Ω， 1.5A”。

（b）當(dāng)R2與R1并聯(lián)在電路中，且允許通過(guò)最大電流為1.5A時(shí)，R2的電功率最大，此時(shí)

P=UI=12V×1.5A=18W

答：(1)電流表的示數(shù)為1.2A；(2)（a）所用滑動(dòng)變阻器R2的規(guī)格50Ω，1.5A；（b）并聯(lián)時(shí)最大電功率18W。