在如图14所示的电路中,电源电压为8V,滑动变阻器R2的最大阻值为60Ω,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~15V.求(注:求解时画出相应的等效电路图):

发布时间:2020-07-29 07:34:48

在如图14所示的电路中,电源电压为8V,滑动变阻器R2的最大阻值为60Ω,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~15V.求(注:求解时画出相应的等效电路图):
(1)只闭合开关S1时,电流表示数为0.2A.则R1为多少?
(2)只闭合开关S2时,电压表示数为3.8V,此时小灯泡L正常发光.则小灯泡L的额定功率PL额为多少?
(3)开关S1、S2、S3都闭合时,为保证各电路元件安全使用,则滑动变阻器R2的可调范围和电流表相应的变化范围分别是多少?

网友回答

解:(1)只闭合开关S1时,等效电路图如图1,R1===40Ω;

(2)只闭合开关S2时,等效电路图如图2,
IL===0.105A,
小灯泡L的额定功率为:PL额=ULIL=3.8V×0.105A=0.399W;
(3)开关S1、S2、S3都闭合时,等效电路图如图3,干路电流最大,
只能到达0.6A,此时通过R2的电流最大:I2大=0.6A-0.2A=0.4A,
R2的最小值为:R2小===20Ω,
所以滑动变阻器R2的可调范围是20Ω~60Ω.
当滑动变阻器R2接入电阻最大为60Ω时,
I2小===0.13A,
这时干路电流最小为I小=0.2A+0.13A=0.33A,
所以电流表相应的变化范围是0.60A~0.33A.
答:(1)R1的阻值为40Ω;
(2)小灯泡L的额定功率为0.399W;
(3)开关都闭合时为保证各电路元件安全使用滑动变阻器范围为20Ω~60Ω,电流表相应的变化范围为0.60A~0.33A.
解析分析:(1)当只闭合开关S1时,电路为R1的简单电路,根据欧姆定律求出R1的阻值;(2)只闭合开关S2时,R1、L串联,电压表测L两端的电压,根据串联电路的电压特点和欧姆定律求出电路中的电流,再根据欧姆定律求出L的阻值;(3)开关S1、S2、S3都闭合时,R1、R2并联,由题意可知当电流表的示数为0.6A时,滑动变阻器接入电路的电阻最小,利用并联电路的电流特点和欧姆定律求出其大小,进而得出滑动变阻器可调节的范围;当滑动变阻器全部接入电路时,电路中的电流最小,根据欧姆定律求出其电流,再根据并联电路的电流特点求出电流表的示数,从而得出电流表相应的变化范围.

点评:本题考查了串联电路和并联电路的特点,以及欧姆定律的计算与应用;关键是开关闭和断开时电路串并联的辨别;难点是为保证各电路元件安全使用时,滑动变阻器接入电路的电阻大小的判断.
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