Question

2014中考物理二模压轴题！

在如图所示的电路中，滑动变阻器R2上标有“20Ω 2A”字样．闭合电键S，电路中电流为0.5安，电压表V1的示数为5伏，电压表V2的示数为10伏．求：①电源电压U．②电阻R1的阻值．

③选择合适的电表量程后，移动滑动变阻器R2的滑片P，使两电表分别能达到某量程的满刻度，且电路能正常工作，求电源消耗的电功率范围．

Answer 1

R1与R2串联，电压表V1测R1两端的电压，电压表V2测R2两端的电压．

• ①因串联电路中总电压等于各分电压之和，
  所以，电源的电压：
  U=U1+U2=5V+10V=15V；

  
  

• ②因为I=U/R    

            电阻R1的阻值：
            R1=U1/I=5V/0.5A=10Ω；

• ③当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时，R1两端的电压为电源的电压15V，可以使V1达到0～15V量程的满刻度，此时电路中的电功率最大，
  电路的最大电功率：
  Pmax=U2/R1=(15V)2/10Ω=22.5W，

        根据串联电路的分压特点可知，R2两端分得的电压小于15V，要使V2达到满刻度，则量程                只能选0～3V，
         因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，R1两端的电压：
  U1′=U-U2max=15V-3V=12V，
因串联电路中各处的电流相等，
所以，此时电路中的电流：
Imin=U1′ /R1=12V/10Ω=1.2A，

电路消耗的最小电功率：
Pmin=UImin=15V×1.2A=18W，
电源消耗的电功率范围为18W～22.5W．

• 答：①电源电压为15V；

               ②电阻R1的阻值为10Ω；
               ③选电源消耗的电功率范围为18W～22.5W．

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