如图所示的电路中,电源两端的电压保持不变.闭合开关S、S1,当滑片P移至滑动变阻器 详细过程!

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  • Q:(1)电流I1与I2的比值

    A:由实验步骤1,可知:I1=U2/R3;由实验步骤2,可知:I2=U2'/R3;根据已知条件:U2=3U2′;所以:I1/I2=U2/U2'=3/1.

    Q:(2)电功率P1的大小

    A:由实验步骤2,可知:R2'=1/2*R2,由于:I1/I2=3/1,所以:变阻器上的电压为:U(R2')=R2'*I2=1/6U1;又由于:U(R2')+U(R1)=U1',根据已知条件:U1=3/5U1′;所以:U(R1)=3/2*U1;P1=U(R1)*I2=(3/2*U1)*(1/3*I1)=1/2U1*I1;根据实验步骤1,可知:变阻器功率P2=U1*I1=2.6W,所以:P1=1/2U1*I1=1.3W.

    Q:(3)电功率P3的大小.

    A:由问题2的解答已知:U(R2')=1/6U1,U(R1)=3/2*U1,所以:R2'/R1=1/9,

    由于:I1/I2=U2/U2'=3/1,总电压不变,根据欧姆定律R=U/I 可知:实验步骤1的总电阻R(总1)/实验步骤2的总电阻R(总2)=1/3;即:3*(R3+R2)=R3+R2'+R1=R3+10*R2'=R3+5*R2

    → R3=R2;故:U1=U2=1/2U(总); 因:P=U^2/R →P3/P2=(U(总)^2/R3)/(U1^2/R2)→P3=4*2.6=10.4W.

    Q:(4)通过断开、闭合开关及移动滑动变阻器滑片P,电路所消耗的最小电功率Pmin.(结果保留1位小数)

    A:在电压不变的情况下,要使功率最小,那么电阻必须为最大.电路的最大电阻为R(max)=R3+R2+R1=6.5*R3;又因为:P(min)/P3=(U(总)^2/R(max))/(U(总)^2/R3 →P(min)=10.4/6.5=1.6W