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(2013?连云港)如图所示,电源的电压为12V,且保持不变,R0为“100Ω 0.5A”的滑动变阻器,R2=10Ω.cd

被浏览: 123156次 2024-12-23 14:22:50
(2013?连云港)如图所示,电源的电压为12V,且保持不变,R0为“100Ω  0.5A”的滑动变阻器,R2=10Ω.cd
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(1)假设导线的位置在ef之间,则当闭合S、S1.断开S2,滑动变阻器的滑片P置于最左端a时,只有滑动变阻器连入电路,
则此时变阻器的功率应为:P=
U2
R0
=
(12V)2
100Ω
=1.44W,
∵P>P实1
∴在ef之间不是导线,是明饥电阻R1;则导线在cd之间;
则由P=I2R得:此时电路中的电流I1=
P实1
R0
=
1W
100Ω
=0.1A,
滑动变阻器两端的电压U实1=I1R0=0.1A×100Ω=10V,
∵串联电路的电压电压各部分电路两端的迟槐仿电压之和码纤,
∴U1=U-U实1=12V-10V=2V,
根据欧姆定律得:R1=
U1
I1
=
2V
0.1A
=20Ω.
(2)闭合S、S2,断开S1,滑动变阻器与R2串联,
∵使R2消耗的功率不小于0.9W,
∴根据P=I2R得:Imin=
P2min
R2
=
0.9W
10Ω
=0.3A,
根据欧姆定律得:R2两端的最小电压U2min=IminR2=0.3A×10Ω=3V,
∵串联电路的电压电压各部分电路两端的电压之和,
∴U0max=U-U2min=12V-3V=9V,
根据欧姆定律得:R0max=
U0max
Imin
=
9V
0.3A
=30Ω;
∵变阻器额定电流为0.5A,∴电路中最大电流Imax=0.5A,
根据欧姆定律得:R2两端的最大电压U2max=ImaxR2=0.5A×10Ω=5V,
∵串联电路的电压电压各部分电路两端的电压之和,
∴U0min=U-U2max=12V-5V=7V,
根据欧姆定律得:R0min=
U0min
Imax
=
7V
0.5A
=14Ω;
∴滑动变阻器接入电路的阻值范围为14Ω~30Ω.
答:(1)电阻R1在ef处,导线在cd处,R1的阻值为20Ω;
(2)保持电路安全工作,滑动变阻器接入电路的阻值范围为14Ω~30Ω.