如圖所示,電源電壓保持12V不變,電阻R1=50,只閉合開關S3,將滑動變阻器滑片P移到中點時.電流表示數為0...
問題詳情:
如圖所示,電源電壓保持12V不變,電阻R1=50,只閉合開關S3,將滑動變阻器滑片P移到中點時.電流表示數為0.2A,小燈泡L的實際功率為1.8W;電流表的量程為0~0.6A,電壓表的量程為0~3V.(不考慮溫度對燈絲電阻的影響)求:
(1)當開關S1、S2、S3都閉合時,通過R1的電流是多少?
(2)小燈泡的電阻是多少?只閉合開關S3,滑片P在中點時,電壓表的示數是多少?
(3)在保*電路安全的條件下,電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)首先弄明白開關S1、S2、S3都閉合時,電路結構,再根據歐姆定律計算通過R1的電流;
(2)只閉合S3時,燈泡和滑動變阻器串聯,知道電流值和小燈泡的實際功率,根據P=I2R求出燈泡的電阻;
根據歐姆定律求出燈泡兩端的電壓,根據串聯分壓求出滑動變阻器兩端的電壓,即為電壓表示數;
(3)電源電壓不變,電路中的總電阻最大時,電路中的電流最小,電路消耗的功率最小;
為了保*電路安全,電壓表示數不能超過3V,據此求出R1兩端的電壓,進而求出最小電流,根據P=UI求出最小功率.
【詳解】
(1)開關S1、S2、S3都閉合時,滑動變阻器被短路,R1和L並聯,
通過R1的電流:I1===0.24A;
(2)只閉合S3時,滑動變阻器滑片P移到中點時,燈泡和滑動變阻器串聯,
由P=I2R得:燈泡的電阻:RL ===45Ω;
此時燈泡兩端的實際電壓:UL=IL實RL=0.2A×45Ω=9V,
所以滑動變阻器兩端的電壓:U滑=U-UL=12V-9V=3V,即為電壓表示數;
此時滑動變阻器連入電路中的阻值R===15Ω,
滑動變阻器的最大阻值R滑=2R=2×15Ω=30Ω;
(3)電源電壓不變,電路中的總電阻最大時,電路中的電流最小,電路消耗的功率最小,即只閉合開關S1時,R1和R2串聯,電阻最大,電路中的電流最小,此時電路消耗的功率最小;
為了保護電路安全,電壓表示數不能超過3V,此時R1兩端的最小電壓U1=U﹣U2大=12V﹣3V=9V,
電路中的最小電流
,
滑動變阻器連入電路的最大阻值
,小於滑動變阻器的最大阻值;
電路消耗的最小功率P=UI小=12V×0.18A=2.16W.
答:(1)開關S1、S2、S3都閉合時,通過R1的電流是0.24A;
(2)小燈泡的電阻是45Ω;只閉合開關S3,滑片P在中點時,電壓表的示數是3V;
(3)在保*電路安全的條件下,電路消耗的最小功率是2.16W.
考點:歐姆定律的應用;電功率的計算.
知識點:電功率
題型:計算題