如图所示,电源电压保持12V不变,电阻R1=50,只闭合开关S3,将滑动变阻器滑片P移到中点时.电流表示数为0...
问题详情:
如图所示,电源电压保持12V不变,电阻R1=50,只闭合开关S3,将滑动变阻器滑片P移到中点时.电流表示数为0.2A,小灯泡L的实际功率为1.8W;电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V.(不考虑温度对灯丝电阻的影响)求:
(1)当开关S1、S2、S3都闭合时,通过R1的电流是多少?
(2)小灯泡的电阻是多少?只闭合开关S3,滑片P在中点时,电压表的示数是多少?
(3)在保*电路安全的条件下,电路消耗的最小功率是多少?
【回答】
(1)0.24A;(2)45Ω; 3V;(3)2.16W.
【分析】
(1)首先弄明白开关S1、S2、S3都闭合时,电路结构,再根据欧姆定律计算通过R1的电流;
(2)只闭合S3时,灯泡和滑动变阻器串联,知道电流值和小灯泡的实际功率,根据P=I2R求出灯泡的电阻;
根据欧姆定律求出灯泡两端的电压,根据串联分压求出滑动变阻器两端的电压,即为电压表示数;
(3)电源电压不变,电路中的总电阻最大时,电路中的电流最小,电路消耗的功率最小;
为了保*电路安全,电压表示数不能超过3V,据此求出R1两端的电压,进而求出最小电流,根据P=UI求出最小功率.
【详解】
(1)开关S1、S2、S3都闭合时,滑动变阻器被短路,R1和L并联,
通过R1的电流:I1===0.24A;
(2)只闭合S3时,滑动变阻器滑片P移到中点时,灯泡和滑动变阻器串联,
由P=I2R得:灯泡的电阻:RL ===45Ω;
此时灯泡两端的实际电压:UL=IL实RL=0.2A×45Ω=9V,
所以滑动变阻器两端的电压:U滑=U-UL=12V-9V=3V,即为电压表示数;
此时滑动变阻器连入电路中的阻值R===15Ω,
滑动变阻器的最大阻值R滑=2R=2×15Ω=30Ω;
(3)电源电压不变,电路中的总电阻最大时,电路中的电流最小,电路消耗的功率最小,即只闭合开关S1时,R1和R2串联,电阻最大,电路中的电流最小,此时电路消耗的功率最小;
为了保护电路安全,电压表示数不能超过3V,此时R1两端的最小电压U1=U﹣U2大=12V﹣3V=9V,
电路中的最小电流
,
滑动变阻器连入电路的最大阻值
,小于滑动变阻器的最大阻值;
电路消耗的最小功率P=UI小=12V×0.18A=2.16W.
答:(1)开关S1、S2、S3都闭合时,通过R1的电流是0.24A;
(2)小灯泡的电阻是45Ω;只闭合开关S3,滑片P在中点时,电压表的示数是3V;
(3)在保*电路安全的条件下,电路消耗的最小功率是2.16W.
考点:欧姆定律的应用;电功率的计算.
知识点:电功率
题型:计算题