题目

如图所示电路，电源电压为12伏且不变，R1的阻值为10欧，滑动变阻器R2上标有“50Ω 1A”字样。闭合电键S后，通过R1的电流为0.2安， ①求R1两端的电压U1 ②求10秒内电流通过电阻R1做的功W1。 ③在电路安全工作的情况下，移动变阻器的滑片P到某位置，使R1消耗的功率与R2消耗的功率之比最大，求此时变阻器连入电路的阻值R2 答案：解：①由电路图知，R1与R2串联，闭合电键S后，通过R1的电流为0.2A， 由I＝ UR 可得：U1＝I1R1＝0.2A×10Ω＝2V； ②10秒内电流通过R1做的功：W1＝U1I1t＝2V×0.2A×10s＝4J； ③由串联电路中电流处处相等和P＝I2R有： P1P2 ＝ I2R1I2R2 ＝ R1R2 ， R1为定值电阻，所以R2连入电路的阻值越小，两电阻的功率比越大， 由变阻器的规格和串联电路的电流特点可知，电路中的最大电流为1A，此时电路总电阻最小，变阻器连入阻值最小，所以：R2min＝Rmin﹣R1＝ UImax ﹣R1＝ 12V1A ﹣10Ω＝2Ω。 答：①R1两端的电压为2V； ②10秒内电流通过R1做的功为4J； ③在电路安全工作的情况下，变阻器连入电路的阻值为2Ω时，R1消耗的功率与R2消耗的功率之比最大

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