415.(综合)如图是某电器设备内的一部分电路,电源电压恒为12V,R1为定值电阻,R2为标有“100Ω 0.5A”字样的滑动变阻器.R3为标有“3V 0.9W”字样的定值电阻.⑴当闭合S、S1、S2时,电流表的示数为0.3A,求:R1的阻值及这种情况下整个电路可能消耗的最小功率?⑵当闭合S,断开S1、S2时,为保证整个电路安全,求:滑动变阻器接入电路的阻值范围?
解析:⑴当闭合S、S1、S2时:
1.1分析电路图可知:
①R3短路,R1与R2并联,
②A浏量R1支路中电流I1;
1.2由题意可知:
①U=12V,②I1=0.3A,
③R2为标有“100Ω 0.5A”字样的滑动变阻器.
则R2max=100Ω,I2max=0.5A,
则R1=U/I1=40Ω,
I2min=U/R2max=0.12A,
则Imax=I1+I2max=0.8A,
Imin=I1+I2min=0.42A,
Pmin=UImin=5.04W。
⑵当只闭合S时:
2.1分析电路图可知:
①R2与R3串联,
2.2由题意可知:
①R2max=100Ω,I2max=1A,
②U3=3V,P3=0.9W,
则R3=(U3)²/P3=10Ω,
I3=P3/U3=0.3A,
则可知Imax=0.3A,U3max=3V,
U2min=U-U3max=9V,
R2min=U2min/Imax=30Ω,
则滑动变阻器接入电路的阻值范围为
30Ω~100Ω.
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