(2014•南寧)如圖所示電路,電源電壓恆爲12V,電阻R1的阻值爲5Ω,滑動變阻器R上標有“10Ω 3A”的...
問題詳情:
(2014•南寧)如圖所示電路,電源電壓恆爲12V,電阻R1的阻值爲5Ω,滑動變阻器R上標有“10Ω 3A”的字樣,小燈泡L上標有“12V 6W”的字樣,電流表的量程爲0~3A.
(1)當開關S1,S2,S都閉合時,求小燈泡L在5min內產生的熱量.
(2)當開關S1,S2,S都閉合,電流表的示數爲2A時,求R2消耗的電功率.
(3)當開關S1,S2都斷開,S閉合時,爲了確保測量準確,要求電流表示數不小於其量程的,求滑動變阻器R2接入電路的最大阻值.
【回答】
解:(1)當開關S1,S2,S都閉合時,電路爲L、R2的並聯電路,
∵U=UL=UL額=12V,
∴燈泡正常工作,則PL=PL額=6W,
Q=W=Pt=6W×5×60s=1800J.
(2)當開關S1,S2,S都閉合,電流表測量幹路電流,
總功率P=UI=12V×2A=24W,
∵燈泡正常工作,則PL=6W,
∴R2消耗的電功率P2=P﹣PL=24W﹣6W=18W.
(3)當開關S1,S2都斷開,S閉合時,電路爲R1與R2串聯;
由串聯電路的總阻值等於各電阻之和可知:
當R2最大時;Rmax=R1+R2=5Ω+10Ω=15Ω;
根據歐姆定律可得:此時電流爲I′===0.8A,
∵爲了確保測量準確,要求電流表示數不小於其量程的,
∴I″min=×3A=1A>0.8A,
∴最小電流爲Imin=1A,
由歐姆定律可得:U1=IminR1=1A×5Ω=5V;
因爲串聯電路中總電壓等於各分電壓之和,
所以R2兩端的電壓:U2=U﹣U1=12V﹣5V=7V,
由歐姆定律可得:R2===7Ω.
答:(1)當開關S1,S2,S都閉合時,小燈泡L在5min內產生的熱量爲1800J.
(2)當開關S1,S2,S都閉合,電流表的示數爲2A時,R2消耗的電功率爲18W.
(3)當開關S1,S2都斷開,S閉合時,爲了確保測量準確,要求電流表示數不小於其量程的,滑動變阻器R2接入電路的最大阻值爲7Ω.
知識點:電功率單元測試
題型:計算題