如图所示电路,电源两端电压不变,开关S闭合后,滑动变阻器滑片P在从b端移至中点,电压表的示数从2V变为3V,R2的功率变化了0.5W,已知R1的阻值为10Ω,则电源两端电压为________V.
试题答案
12
试题解析
由电路图可知,R1、R2、R3串联,电压表测R1两端的电压;当滑动变阻器滑片P处于b端和中点时,根据电压表的示数和欧姆定律求出电路中的电流,再根据P=I2R表示出R2的电功率,根据R2的功率变化列出等式,根据串联电路的电阻特点和欧姆定律表示出电源的电压得出等式,联立方程求出电源的电压.
解答:由电路图可知,R1、R2、R3串联;
当滑动变阻器滑片P处于b端时,电压表的示数为2V,
电路中的电流I1===0.2A,
R2的功率为P2=I12R2=(0.2A)2R2=0.04R2,
电源的电压为U=U1+I1(R2+R3)=2V+0.2(R2+R3)
当滑动变阻器滑片P处于中点时,电压表的示数为3V,
电路中的电流I2===0.3A,
R2的功率为P2′=I1′2R2=(0.3A)2R2=0.09R2,
电源的电压为U=U1′+I1′(R2+R3)=3V+0.3(R2+R3)
因电源的电压不变,R2的功率变化了0.5W,
所以P2′-P2=0.09R2-0.04R2=0.05R2=0.5W,即R2=10Ω,
2V+0.2(R2+R3)=3V+0.3(R2+R3),
解之得R3=40Ω,
所以电源的电压U=2V+0.2(R2+R3)=2V+0.2A×(10Ω+40Ω)=12V.
故答案为:12.
点评:本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率的计算,关键是滑动变阻器处于不同位置时电压表示数和R2功率的判断.
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