践行者初中物理电学典题详解第301题

在如图所示的电路中，电源电压为24V保持不变，电阻R1的阻值为10Ω，滑动变阻器R2上标有“50Ω 1.5A”字样,闭合开关S后，电流表A的示数为1A。

（1）求电阻R1两端的电压U1。

（2）求此时变阻器R2接入电路的阻值。

（3)在电路安全工作的情况下，移动变阻器R2的滑片，求R2电功率的变化范围。

解析:1分析电路图可知:

①R1与R2串联，

②V测R2两端电压U2，

③A测电路中的电流I，

④R2滑片P左移阻值变小，右移变大；

2由题意可知:

①U=24V，②R1=10Ω，③I=1A，

则U1=IR1=10V，

U2=U-U1=14V，

R2=U2/I=14Ω；

3由题意可知:

①R2max=50Ω，

②Imax=1.5A，

所以Imin=U/(R1+R2max)=0.4A，

所以电流I的变化范围为0.4≤I≤1.5A，

因为R1与R2串联，

所以R2电功率P2=P-P1

=UI-I²R1

=24V×I-10Ω×I²

=-10Ω(I²-2.4A×I)

=-10Ω(I-1.2A)²+14.4W，

所以①当I=1.2A时，P2max=14.4W，

且此时R2=(U-IR1)/I=10Ω，

②当I=1.5A时，P2=24V×1.5A-(1.5A)²×10Ω

=13.5W，

当I=0.4A时，P2=4V×0.4A-(0.4A)²×10Ω

=8W，

所以P2min=8W，

所以P2的变化范围为8W~14.4W。

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