如图所示的电路中,电源电压恒为6V,电阻R1的阻值为2Ω,滑动变阻器R2上标有“10Ω3A”的字样,小灯泡L上...
问题详情:
如图所示的电路中,电源电压恒为6V,电阻R1的阻值为2Ω,滑动变阻器R2上标有“10Ω 3A”的字样,小灯泡L上标有“6V 3W”的字样,电流表的量程为0﹣3A.
(1)当开关S1、S2、S都闭合时,电流表的示数为2A,求R2消耗的电功率;
(2)当开关S1、S2都断开,S闭合时,为了确保测量准确,要求电流表示数不大于其量程的,求滑动变阻器R2接入电路的最小阻值.
【回答】
【考点】欧姆定律的应用;电功率的计算. .
【专题】计算题;电路和欧姆定律;电能和电功率.
【分析】(1)当开关S1、S2、S都闭合时,L与R2并联,电流表测干路电路,额定电压下灯泡正常发光,根据P=UI求出通过灯泡的电流,根据并联电路的电流特点求出通过R2的电流,根据P=UI求出R2消耗的电功率;
(2)当开关S1、S2都断开,S闭合时,R1与R2串联,电流表测电路中的电流,根据题意得出电路中的最大电流,此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小,根据欧姆定律求出电路中的总电阻,利用电阻的串联求出滑动变阻器R2接入电路的最小阻值.
【解答】解:(1)当开关S1、S2、S都闭合时,L与R2并联,电流表测干路电路,
因并联电路中各支路两端的电压相等,且额定电压下灯泡正常发光,
所以,由P=UI可得,通过灯泡的电流:
IL===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,
R2消耗的电功率:
P2=UI2=6V×1.5A=9W;
(2)当开关S1、S2都断开,S闭合时,R1与R2串联,电流表测电路中的电流,
因电流表示数不大于其量程的,
所以,电路中的最大电流I大=×3A=2A,
此时电路中的总电阻:
R总===3Ω,
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接入电路的最小阻值:
R2=R总﹣R1=3Ω﹣2Ω=1Ω.
答:(1)当开关S1、S2、S都闭合时,R2消耗的电功率为9W;
(2)当开关S1、S2都断开,S闭合时,为了确保测量准确,滑动变阻器R2接入电路的最小阻值为1Ω.
【点评】本题考查了串并联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用,分清电路的连接方式和确定最后一问中的最大电流是关键.
知识点:电功率
题型:计算题
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