如图所示是一个暗盒,盒内有一个电池组(已知电压为12伏),两个电阻分别为R1,R2的电阻和若干导线组成的电路.盒内电路分别与盒外四个接线柱A、B、C、D相连接.若用电流表测量各接线柱之间的电流,发现当把电流表接在A、B两端时,读数为4安;当把电流表接在A、C两端时,读数为2安.当用导线将A、B连接起来,再把电流表接在B、C两端,它的读数为2安,根据上述测量结果,完成下列要求:
(1)在下图中画出能表示盒内连接电路情况的电路图,并写出R1,R2的电阻值.
(2)用导线将B、C连接起来后,再用电流表测量A、B间的电流,它的读数是多少?
(3)若在B、C间接一个最大电阻为9欧的滑动变阻器R3,再用电流表连接A端和滑动变阻器的滑片P,如图所示,则在滑片P由最下端移到最上端的过程中,电源最小输出功率是多少?
解:(1)经分析,暗箱内部连接如丙图,
R1===3Ω.
R2===6Ω.
(2)电路连接如图戊,R1和R2并联,电流表测量干路电流,
I=I1+I2=4A+2A=6A.
(3)R=R1+R2+R3=3Ω+6Ω+9Ω=18Ω.
两个支路的电阻之和一定,当滑片在离上端处,各支路电阻之和相等,并联电路的总电阻最大.
并联电阻为9Ω,
=+
=+
所以,R并=4.5Ω.
所以,P最小===32W.
故答案为:(1)电路图如图丙;R1,R2的电阻值分别为3Ω、6Ω;
(2)用导线将B、C连接起来后,再用电流表测量A、B间的电流,它的读数是6A;
(3)电源最小输出功率是32W.
(1)电流表接在A、B之间,示数为4A,假设为图甲.
电流表接在A、C 之间,示数为2A,假设为图乙.
综合甲、乙两图.得到丙图.
导线连接A、B,电流表接在B、C两端,R1与R2并联,电流表测R2支路电流.如图丁.
假设与题意相符,暗箱内部连接如图丙.
根据R=,求出R1和R2的阻值.
(2)导线连接B、C,电流表接在A、B之间,电流表测R1与R2干路电流.如图戊.
根据并联电路电流特点求出电流表示数.
(3)B、C间最大电阻为9Ω电阻R3,R1与R3的上半部串联,R2与R3的下半部串联,然后两个串联的部分又并联,在并联电路中,当两个并联电路电阻相等时,并联电路的总电阻最大.电路电流最小,电路总功率最小.
点评:(1)对于暗箱问题,首先根据已知条件,进行假设,在假设条件下,计算结果与已知条件相符,假设正确,否则假设错误.
(2)电阻并联时,两个支路的总电阻一定时,当并联两个支路的电阻相等时,并联的总电阻最大.