如图所示,电源电压12V保持不变,小灯泡L的规格为”6V?3W”,滑动变阻器的最大阻值为12Ω,电流表的量程为0-3A.(1)当开关S1、S2都断开时,小灯泡L恰能正

发布时间:2020-08-05 21:05:58

如图所示,电源电压12V保持不变,小灯泡L的规格为”6V?3W”,滑动变阻器的最大阻值为12Ω,电流表的量程为0-3A.
(1)当开关S1、S2都断开时,小灯泡L恰能正常发光,R1的阻值为多大?在10min内电流通过R1所产生的热量是多少?
(2)当开关S1、S2均闭合时,要使电流表安全使用,滑动变阻器接入电路的阻值不得小于多少?此时R1消耗的电功率是多少?

网友回答

解:(1)小灯泡的电阻:
RL===12Ω,
当S1、S2都断开时,R1、L串联,
∵灯正常发光,
∴UL=6V,PL=P额=3W,
此时电路中的电流:
I=IL===0.5A,
∵U1=U-UL=12V-6V=6V,
∴R1===12Ω,
Q1=I2R1t=(0.5A)2×12Ω×10×60s=1800J;
(2)当S1、S2均闭合时,L短路,R1、R2并联,电流表测量的是干路中的电流,此时R1中的电流:
I1′===1A,
要使电流表安全使用,通过R2的电流不能超过:
I2=I-I1′=3A-1A=2A,
所以R2的阻值不能小于:
R2===6Ω,
此时R1消耗的电功率为:
P1′=UI1′=12V×1A=12W.
答:(1)R1的阻值为12Ω,在10min内电流通过R1所产生的热量是1800J;
(2)当开关S1、S2均闭合时,要使电流表安全使用,滑动变阻器接入电路的阻值不得小于6Ω,此时R1消耗的电功率是12W.

解析分析:(1)知道灯的铭牌,可以知道灯的额定电压和额定功率,利用P=求灯丝电阻,当S1、S2都断开时,R1、L串联,先根据灯正常工作,求出灯正常工作时的电流(电路中的电流),再求出R1两端的电压,根据欧姆定律求R1的阻值;最后利用焦耳定律求在10min内电流通过R1所产生的热量;
(2)分析电路图,当S1、S2均闭合时,L短路,R1、R2并联,电流表测量的是干路中的电流,知道电源电压,求出通过R1中的电流I1′,要使电流表安全使用,通过R2的电流不能超过I-I1′,再利用P=UI求R1消耗的电功率.

点评:本题考查了学生对串并联电路的特点、欧姆定律、焦耳定律、电功率公式的掌握和运用,能分析电路图得出当S1、S2都断开和当S1、S2均闭合时的电路组成是本题的突破口,灵活选用公式计算是关键.
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