如图所示电路,电源电压恒为12V,电阻R1的阻值为5Ω,滑动变阻器R上标有“10Ω 3A”的字样,小灯泡L上标...
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如图所示电路,电源电压恒为12V,电阻R1的阻值为5Ω,滑动变阻器R上标有“10Ω 3A”的字样,小灯泡L上标有“12V 6W”的字样,电流表的量程为0~3A.
(1)当开关S1,S2,S都闭合时,求小灯泡L在5min内产生的热量.
(2)当开关S1,S2,S都闭合,电流表的示数为2A时,求R2消耗的电功率.
(3)当开关S1,S2都断开,S闭合时,为了确保测量准确,要求电流表示数不小于其量程的,求滑动变阻器R2接入电路的最大阻值.
【回答】
解:(1)当开关S1,S2,S都闭合时,电路为L、R2的并联电路,
∵U=UL=UL额=12V,
∴灯泡正常工作,则PL=PL额=6W,
Q=W=Pt=6W×5×60s=1800J.
(2)当开关S1,S2,S都闭合,电流表测量干路电流,
总功率P=UI=12V×2A=24W,
∵灯泡正常工作,则PL=6W,
∴R2消耗的电功率P2=P﹣PL=24W﹣6W=18W.
(3)当开关S1,S2都断开,S闭合时,电路为R1与R2串联;
由串联电路的总阻值等于各电阻之和可知:
当R2最大时;Rmax=R1+R2=5Ω+10Ω=15Ω;
根据欧姆定律可得:此时电流为I′===0.8A,
∵为了确保测量准确,要求电流表示数不小于其量程的,
∴I″min=×3A=1A>0.8A,
∴最小电流为Imin=1A,
由欧姆定律可得:U1=IminR1=1A×5Ω=5V;
因为串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以R2两端的电压:U2=U﹣U1=12V﹣5V=7V,
由欧姆定律可得:R2===7Ω.
答:(1)当开关S1,S2,S都闭合时,小灯泡L在5min内产生的热量为1800J.
(2)当开关S1,S2,S都闭合,电流表的示数为2A时,R2消耗的电功率为18W.
(3)当开关S1,S2都断开,S闭合时,为了确保测量准确,要求电流表示数不小于其量程的,滑动变阻器R2接入电路的最大阻值为7Ω.
知识点:电功率
题型:计算题
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