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如图是某电器设备内的一部分电路,电源电压恒为12V,R1为定值电阻,R2为标有“100Ω 0.5A”字样的滑动

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:物理作业 时间:2024/06/04 00:42:32
如图是某电器设备内的一部分电路,电源电压恒为12V,R1为定值电阻,R2为标有“100Ω 0.5A”字样的滑动变阻器.R3为标有“3V  0.9W”字样的定值电阻.

(1)当闭合S、S1、S2时,电流表的示数为0.3A,求R1的阻值及这种情况下整个电路可能消耗的最小功率.
(2)当闭合S,断开S1、S2时,为保证整个电路安全,求滑动变阻器接入电路的阻值范围.
(1)当闭合S、S1、S2时,R1、R2并联,电流表测R1支路的电流,

R1的阻值:R1=
 U
I1=
12V
0.3A=40Ω,
当滑动变阻器接入电路的电阻最大时整个电路消耗的最小功率,
R1消耗的电功率P1=UI1=12V×0.3A=3.6W,
R2消耗的最小为P2=
U2
R2=
(12V)2
100Ω=1.44W,
电路的总功率P=P1+P2=3.6W+1.44W=5.04W;
(2)当闭合S,断开S1、S2时,

R3允许通过的最大电流I=
P3
U3=
0.9W
3V=0.3A,R2允许通过的最大电流为0.5A,
所以为保证整个电路安全,电路中的电流为0.3A,
R3=
U3
I3=
3V
0.3A=10Ω,
电路的最小电阻,R=
U
I3=
12V 
0.3A=40Ω,
滑动变阻器接入的最小阻值相等时,
R2=R-R3=40Ω-10Ω=30Ω,
所以滑动变阻器接入电路的阻值范围30Ω~100Ω.
答:(1)R1的阻值为40Ω,整个电路可能消耗的最小功率为5.04W;
(2)当闭合S,断开S1、S2时,为保证整个电路安全,滑动变阻器接入电路的阻值范围为30Ω~100Ω.