如图所示,电源电压是15V,且保持不变.R1=5Ω,R2是0~30Ω的滑动变阻器,R3是标有“15V、9W”字样的电热器.
(1)当R3正常工作时,两个开关分别是接通还是断开?此时电压表的示数是多少?
(2)当开关S1、S2都断开时A2的示数是多大?通电10min电热器放出多少热?
(3)闭合S1、S2并移动滑动片,那么A1的最小示数是多大?此时,整个电路消耗的电功率是多少?
网友回答
解:(1)R3正常工作,则S1闭合,S2可闭合可断开,电压表的示数U=U额=U电源=15V.
(2)S1、S2都断开,则R1与R3串联
R3==25Ω
R=R1+R3=5Ω+25Ω=30Ω
I==0.5A
Q=I2R3t=(0.5A)2×25Ω×10×60S=3750J
答:A2的示数是0.5A,通电10min电热器放出的热量为3750J,
(3)I最小时,R2全部接入,R2=30Ω
I2==0.5A
I3==0.6A
I最小=I2+I3=0.5A+0.6A=1.1A
P=UI=15V×1.1A=16.5W
答:A1的最小示数是1.1A,整个电路消耗的电功率是16.5W.
解析分析:(1)电源电压是15V,R3标有“15V、9W”,R3正常工作时,电源电压必须全部加在R3上,所以电路中要么只有R3,要么R3与其他电路元件并联.
(2)当开关S1、S2都断开时根据电路图可知R1与R3串联,电流表A2测通过电路的电流,根据欧姆定律和串联电路电阻特点可计算电流的大小,根据电功公式的变形Q=I2Rt可计算通电10min电热器放出多少热.
(3)R2,R3是并联在电路中,电流表A2测干路电流,电流最小时滑动变阻器应接入最大阻值,根据并联电路电流特点和欧姆定律,电功率公式可计算电流的大小,根据电功率公式可计算整个电路消耗的电功率是多少.
点评:本题考查学生对串联和并联电路电流,电阻特点的掌握,滑动变阻器的使用及综合运用欧姆定律,电功公式,电功率公式及其变形的能力.