(2006?石景山区二模)如图所示电路,电源两端电压保持不变,当开关S1闭合、S2断开,滑动变阻器的滑片P移

2025-01-03 19:49:41
推荐回答(1个)
回答1:

当开关S1闭合、S2断开,滑动变阻器的滑片P移到A端时,等效电路如图甲所示;当开关S1断开、S2闭合时,等效电路如图乙所示.

(1)∵P=I2R,且I1:I2=4:5,

P2
P′2
=
I21R2
I22R2
=(
I1
I2
2=(
4
5
2=
16
25

(2)当开关S1、S2都断开,滑动变阻器的滑片P在C点时,等效电路如图丙所示:

∵串联电路中各处的电流相等,且U1:U2=1:2,
∴根据欧姆定律可得:
U1
U2
=
I3(R1+RC)
I3(RC+R2)
=
R1+RC
RC+R2
=
1
2

整理可得:RC=R2-2R1-------------①
∵P2′=30W,PC=10W,
P′2
PC
=
I23R2
I23RC
=
R2
RC
=
30W
10W
=
3
1
-----②
又∵在甲、乙电路中,电源的电压不变,
I1
I2
=
R1+R2
RA+R2
=
4
5

整理可得:4RA=R2+5R1-----------③
由①②③可得:R1=RC,R2=3RC,RA=2RC
当开关S1、S2都闭合时,只有R2接入,电路消耗的功率为最大;当R1、R2、滑动变阻器RA全部串联接入电路时,消耗的功率为最小;
Pmax
Pmin
=
U2
R2
U2
R1+R2+RA
=
R1+R2+RA
R2
=
RC+3RC+2RC
3RC
=
2
1

答:(1)电阻R2的功率P2与P2'的比值为16:25;
(2)通过闭合或断开开关及移动滑动变阻器的滑片P,电路消耗的最大功率与电路消耗的最小功率之比为2:1.