在如图所示电路中,电源电压为18伏,R1的阻值为4欧,电流表和电压表均为学校实验室常用电表,闭合开关后,电流表示数为1.5安.求:(1)电路的总功率P;(2)现从标有“50Ω1.5A”和“

在如图所示电路中,电源电压为18伏,R1的阻值为4欧,电流表和电压表均为学校实验室常用电表,闭合开关后,电流表示数为1.5安.求:(1)电路的总功率P;(2)现从标有“50Ω1.5A”和“

问题描述:

在如图所示电路中,电源电压为18伏,R1的阻值为4欧,电流表和电压表均为学校实验室常用电表,闭合开关后,电流表示数为1.5安.求:

(1)电路的总功率P;
(2)现从标有“50Ω  1.5A”和“20Ω  2A”的滑动变阻器中选择一个来替换R1或R2,要求:选择适当的量程,闭合开关后,移动变阻器的滑片,使两电表都能达到各自的最大值,且电路能正常工作.
第一、请通过计算说明被替换的定值电阻是“R1”还是“R2”.
第二、替换后是否能满足(2)的要求,若不能,请说明理由;若能,请写出选用的滑动变阻器,并计算出满足(2)中要求的滑动变阻器的阻值使用范围.

最佳答案:

(1)电路的总功率:
P=UI=18V×1.5A=27W;
(2)由I=

U
R
可得,电路中的电阻:
R=
U
I
=
18V
1.5A
=12Ω,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,R2的阻值:
联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,R2两端的电压:
R2=R-R1=12Ω-4Ω=8Ω,
第一,若替换R2,则当I=0.6A时,电压表的示数:
U1=IR1=0.6A×4Ω=2.4V,不可能能使电压表达到满刻度,不能替换R2,所以应替换R1;
第二,选用“50Ω 1.5A”
当I=0.6安时,R1=
U
I
-R2=
18V
0.6A
-8Ω=22Ω;
当U1=15伏时,
U1
R1
=
U−U1
R2
,即
15V
R1
=
18V−15V

解得:R1=40Ω;
∴滑动变阻器的取值范围为22Ω~40Ω.
答:(1)电路的总功率为27W;
(2)第一、被替换的定值电阻是“R1”;
第二、滑动变阻器的阻值使用范围22Ω~40Ω.
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