问题标题:
【如图所示的电路中,电源电压保持不变,当开关S闭合,滑片P置于滑动变阻器b端时,电压表示数为12V,电流表A示数为0.4A;当滑片P移至滑动变阻器中点时,电压表的示数恰好等于示数的一半(滑片P处于】
问题描述:
如图所示的电路中,电源电压保持不变,当开关S闭合,滑片P置于滑动变阻器b端时,电压表示数为12V,电流表A示数为0.4A;当滑片P移至滑动变阻器中点时,电压表的示数恰好等于示数的一半(滑片P处于任何位置灯泡均可发光,灯丝电阻不随温度而改变).求:(1)滑动变阻器的最大阻值为多少?(2)滑片P由滑动变阻器b端移至中点过程中,灯泡L消耗的电功率变化了多少?(3)当开关S闭合,在任意移动滑片P的过程中,电路消耗的最大功率为多少?
潘登回答:
(1)有图示电路图可知,当开关S闭合,滑片P置于滑动变阻器的b端时,灯泡与滑动变阻器的最大阻值串联,电压表V1测电源的电压,电压表V2测灯泡两端电压,由题意可知,电压表V1示数为12V,电流表A示数为0.4A,则:电源的电压U=12V,电路中的电流I=0.4A,由I=U/R可知,电路总电阻:R总=RL+R=U/I=12V/0.4A=30Ω-------①当滑片P移至滑动变阻器的中点时,灯泡与滑动变阻器阻值的一半串联,由题意可知,电压表V2的示数恰等于V1示数的一半,即:UL=1/2U=1/2×12V=6V,此时滑动变阻器两端电压:UR=U-UL=12V-6V=6V,串联电路中各处的电流相等,灯泡电阻:RL=1/2R-----------②把②式代入①式可得:RL=10Ω,R=20Ω;(2)滑片P置于滑动变阻器的b端时灯泡消耗的电能:PL=I2RL=(0.4A)2×10Ω=1.6W,当滑片P移至滑动变阻器的中点时消耗的电功率:PL#39;=UL2/RL=(6V)2/10Ω=3.6W,滑片P的由变阻器的b端移至中点过程中,灯泡E消耗的电功率变化:△P=PL#39;-PL=3.6W-1.6W=2W.(3)当滑片P在a端时,滑动变阻器接入电路的阻值为零,只有灯泡接入电路,此时电路消耗的总功率最大,电路消耗的最大功率:P=U2/RL=(12V)2/10Ω=14.4W;故答案为:(1)滑动变阻器的最大阻值为20Ω.(2)滑片P由滑动变阻器b端移至中点过程中,灯泡L消耗的电功率变化了2W.(3)当开关S闭合,在任意移动滑片P的过程中,电路消耗的最大功率为14.4W.
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