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R3 |
2 |
(1)分析电路图,只闭合开关S1,且滑片P在滑动变阻器的B端时,电路如图(甲);
只闭合开关S2,且滑片P在滑动变阻器的中点C时,电路如图(乙)
在甲图中,P3=I2R3;在乙图中,P3′=(I′)2
R3
2;
由题知,
P3
P′3=[2/1],
即:
I2R3
I′2
R3
2=[2/1],
∴[I/I′=
1
1],即I'=I=0.2A;
∵P=UI=I2R2,P2=2.4W,
∴R2=
P2
(I′)2=
2.4W
(0.2A)2=60Ω;
(2)由(1)得出,I'=I,
∵I=[U/R],
∴
U1
R1=
U2
R2,
∴R1=
U1
U2×R2=[1/2]×R2=[1/2]×60Ω=30Ω,
∵I=[U/R],甲、乙两状态,总电流、电压相同,
∴两状态总电阻相同,
即:R1+R3=R2+
R3
2,
∴R3=2×(R2-R1)=2×(60Ω-30Ω)=60Ω;
当开关S1、S2都闭合,且滑动变阻器的滑片移到A端时,等效电路如图(丙),电路中的电阻最小、电流最大,电路消耗的电功率达到最大值,
∵U=I(R1+R3)=0.2A×(30Ω+60Ω)=18V,
R=
R1R2
R1+R2=[30Ω×60Ω/30Ω+60Ω]=20Ω,
P=
U2
R=
(18V)2
20Ω=16.2W.
答:(1)R2的阻值为60Ω;
(2)这个电路消耗的最大电功率16.2W.
点评:
本题考点: 欧姆定律的应用;电阻的串联;电阻的并联;电路的简化与计算;电功率的计算.
考点点评: 本题关键:一是分析电路图,画出三种情况下的等效电路图;二是灵活运用欧姆定律、电功率公式、串并联电路的特点.
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