如图所示电路,电源电压U=6V恒定,电流表的量程为0-0.6A,电压表的量程为0-3V,灯A上标有“6V1.8W”,灯B上标有“6V&nbsp

发布时间:2020-08-06 02:16:04

如图所示电路,电源电压U=6V恒定,电流表的量程为0-0.6A,电压表的量程为0-3V,灯A上标有“6V  1.8W”,灯B上标有“6V  1.2W”,滑动变阻器R上标有“50Ω  1.5A”,设灯丝电阻为额定状态时的电阻,且不计温度对灯丝电阻的影响.
求:
(1)滑动变阻器的滑片P放在a端时,闭合所有开关后,电压表和电流表的读数分别是在多少?
(2)如果只允许两盏灯中的一盏工作,且要求电路中各元件安全使用,在滑片P移动过程中,求整个电路消耗的最小电功率.

网友回答

解:根据P=UI可得,两灯泡的额定电流分别为:
I1===0.3A,I2===0.2A,
根据欧姆定律可得,两灯泡的电阻分别为:
R1===20Ω,R2===30Ω;
(1)开关均闭合,P在a端时,两灯泡并联,电流表测干路电流,电压表被短路即示数为0V,
∵并联电路中各支路两端的电压相等,
∴此时两灯泡均正常发光,通过的电流和额的电流相等,
∵并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
∴此时干路电流表的示数I=I1+I2=0.3A+0.2A=0.5A;
(2)只允许一盏灯接入电路时,应是L1或L2与滑动变阻器串联,
电路中的总电阻R=R1(或R2)+R,
∴电路中的电流I==,
当滑动变阻器接入电路的电阻为0时,两电路中的最大电流为0.3A,
∵0.3A<0.6A<1.5A,
∴两灯泡、电流表、滑动变阻器始终安全,
根据串联电路的电阻分压特点可知,当电压表的示数为3V时,滑动变阻器接入电路的电阻最大,电路中的电流最小,
此时两灯泡两端的电压为UL=U-UP=6V-3V=3V,
当让灯L1工作时,电路中的最小电流:
I1′===0.15A,
当让灯L2工作时,电路中的最小电流:
I2′===0.1A,
所以电路的最小电功率为Pmin=UI2′=6V×0.1A=0.6W.
答:(1)滑动变阻器的滑片P放在a端时,闭合所有开关后,电压表为0V,电流表的读数是0.5A;
(2)如果只允许两盏灯中的一盏工作,且要求电路中各元件安全使用,在滑片P移动过程中,整个电路消耗的最小电功率为0.6W.
解析分析:根据两灯泡的铭牌可知额定电压和额定功率,根据I=求出额定电流,根据欧姆定律求出灯泡的电阻;
(1)开关均闭合,P在a端时,两灯泡并联,电流表测干路电流,电压表被短路,此时灯泡两端的电压和两灯泡的额定电压相等,通过两灯泡的电流和额的电流相等,根据并联电路的电流特点求出此时电流表的示数;
(2)由电路图可知若两灯只许一盏灯工作时,两只灯泡的一只与滑动变阻器串联,由欧姆定律可知当滑动变阻器接入电路的电阻最小为0时,两只灯泡恰好正常工作,从而确定电路中灯泡、电流表、滑动变阻器始终安全;根据P=UI可知要使整个电路要消耗的电功率最小,只要电路中的电流最小即可;分别串联电路的电压特点和欧姆定律求出当电压表的示数最大时,电路中的最小电流,进一步求出最小电功率.


点评:本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的灵活应用,关键是知道灯泡在额定电压下通过的电流和额的电流相等,难点是只闭合开关S1或S2时电路最小电流的确定.
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