如图所示电路,电源电压恒为12V,电阻R1的阻值为5Ω,滑动变阻器R2上标有“10Ω3A”的字样,小灯泡L上标...
问题详情:
如图所示电路,电源电压恒为12V,电阻R1的阻值为5Ω,滑动变阻器R2上标有“10Ω 3A”的字样,小灯泡L上标有“12V 6W”的字样,电流表的量程为0﹣3A.
(1)当开关S1,S2,S都闭合时,求小灯泡L在5min内产生的热量.(滑动变阻器R2连入电路的电阻不为0)
(2)当开关S1,S2,S都闭合,电流表的示数为2A时,求R2消耗的电功率.
(3)当开关S1,S2都断开,S闭合时,要求电流表示数不小于其量程的,求滑动变阻器R2接入电路的最大阻值.
【回答】
【考点】欧姆定律的应用;电功率的计算.
【分析】(1)当开关S1,S2,S都闭合时,L与R2并联,额定电压下灯泡的实际功率和额定功率相等,根据Q=W=Pt求出小灯泡L在5min内产生的热量;
(2)当开关S1,S2,S都闭合时,电流表测干路电流,根据P=UI求出通过L的电流,根据并联电路的电流特点求出通过R2的电流,利用P=UI求出R2消耗的电功率;
(3)当开关S1,S2都断开,S闭合时,R1与R2串联,根据电流表示数不小于其量程的可求电路中的最大电流,根据欧姆定律求出电路中的总电阻,利用的电阻的串联求出滑动变阻器R2接入电路的最大阻值.
【解答】解:(1)当开关S1,S2,S都闭合时,L与R2并联,
因并联电路中各支路两端的电压相等,且额定电压下灯泡的实际功率和额定功率相等,
所以,小灯泡L在5min内产生的热量:
QL=WL=PLt=6W×5×60s=1800J;
(2)当开关S1,S2,S都闭合时,电流表测干路电流,
由P=UI可得,通过L的电流:
PL===0.5A,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,通过R2的电流:
I2=I﹣IL=2A﹣0.5A=1.5A,
则R2消耗的电功率:
P2=UI2=12V×1.5A=18W;
(3)当开关S1,S2都断开,S闭合时,R1与R2串联,
因电流表示数不小于其量程的,且电流表的量程为0~3A,
所以,电路中的最小电流:
I小=×3A=1A,
电路中的总电阻:
R===12Ω,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,滑动变阻器R2接入电路的最大阻值:
R2=R﹣R1=12Ω﹣5Ω=7Ω.
答:(1)小灯泡L在5min内产生的热量为1800J;
(2)R2消耗的电功率为18W;
(3)滑动变阻器R2接入电路的最大阻值为7Ω.
知识点:电功率
题型:计算题