如圖所示電路,電源電壓恆為12V,電阻R1的阻值為5Ω,滑動變阻器R2上標有“10Ω3A”的字樣,小燈泡L上標...
問題詳情:
如圖所示電路,電源電壓恆為12V,電阻R1的阻值為5Ω,滑動變阻器R2上標有“10Ω 3A”的字樣,小燈泡L上標有“12V 6W”的字樣,電流表的量程為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.(滑動變阻器R2連入電路的電阻不為0)
(2)當開關S1,S2,S都閉合,電流表的示數為2A時,求R2消耗的電功率.
(3)當開關S1,S2都斷開,S閉合時,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】
【考點】歐姆定律的應用;電功率的計算.
【分析】(1)當開關S1,S2,S都閉合時,L與R2並聯,額定電壓下燈泡的實際功率和額定功率相等,根據Q=W=Pt求出小燈泡L在5min內產生的熱量;
(2)當開關S1,S2,S都閉合時,電流表測幹路電流,根據P=UI求出通過L的電流,根據並聯電路的電流特點求出通過R2的電流,利用P=UI求出R2消耗的電功率;
(3)當開關S1,S2都斷開,S閉合時,R1與R2串聯,根據電流表示數不小於其量程的可求電路中的最大電流,根據歐姆定律求出電路中的總電阻,利用的電阻的串聯求出滑動變阻器R2接入電路的最大阻值.
【解答】解:(1)當開關S1,S2,S都閉合時,L與R2並聯,
因並聯電路中各支路兩端的電壓相等,且額定電壓下燈泡的實際功率和額定功率相等,
所以,小燈泡L在5min內產生的熱量:
QL=WL=PLt=6W×5×60s=1800J;
(2)當開關S1,S2,S都閉合時,電流表測幹路電流,
由P=UI可得,通過L的電流:
PL===0.5A,
因並聯電路中幹路電流等於各支路電流之和,
所以,通過R2的電流:
I2=I﹣IL=2A﹣0.5A=1.5A,
則R2消耗的電功率:
P2=UI2=12V×1.5A=18W;
(3)當開關S1,S2都斷開,S閉合時,R1與R2串聯,
因電流表示數不小於其量程的,且電流表的量程為0~3A,
所以,電路中的最小電流:
I小=×3A=1A,
電路中的總電阻:
R===12Ω,
因串聯電路中總電阻等於各分電阻之和,
所以,滑動變阻器R2接入電路的最大阻值:
R2=R﹣R1=12Ω﹣5Ω=7Ω.
答:(1)小燈泡L在5min內產生的熱量為1800J;
(2)R2消耗的電功率為18W;
(3)滑動變阻器R2接入電路的最大阻值為7Ω.
知識點:電功率
題型:計算題