如图所示,电源电压恒定不变,小灯泡L上标有“6V?3W”字样,已知R1=12Ω,滑动变阻器R2的最大阻值为20Ω,电流表量程为0-0.6A,电压表量程为0-3V,灯泡

发布时间:2020-08-13 03:11:54

如图所示,电源电压恒定不变,小灯泡L上标有“6V?3W”字样,已知R1=12Ω,滑动变阻器R2的最大阻值为20Ω,电流表量程为0-0.6A,电压表量程为0-3V,灯泡电阻不随温度变化,求:
(1)闭合S1、S2,断开S3,滑动变阻器滑片在最右端时,电路的总电阻是多少?
(2)保持滑片P不动,断开S1、S2、S3,此时灯泡的实际功率为0.75W,求电源电压是多大?
(3)只闭合S3,要保证电路中各元件安全,求滑动变阻器R2的取值范围.

网友回答

解:(1)闭合S1、S2,断开S3,滑动变阻器滑片在最右断时时,电阻R1与滑动变阻器R2的全部阻值并联,
∵=+,∴并联电阻R并===7.5Ω;
(2)∵P=,∴灯泡电阻RL===12Ω,
断开S1、S2、S3时,灯泡与滑动变阻器串联,
∵P=I2R,∴此时电路电流I===0.25A,
电源电压U=I(R2+RL)=0.25A×(20Ω+12Ω)=8V;
(3)只闭合S3时,灯泡与滑动变阻器串联,
∵P=UI,∴灯泡额定电流I===0.5A,
电流表量程是0~0.6A,则电路最大电流I最大=0.5A,
∵I=,
∴灯泡两端电压UL=I最大RL=0.5A×12Ω=6V,
此时滑动变阻器电压最小,U滑最小=U-UL=8V-6V=2V,
滑动变阻器接入电路的最小值R滑最小===4Ω,
当电压表示数是3V时,滑动变阻器接入电路的阻值最大,
此时灯泡两端的电压UL′=U-U滑最大=8V-3V=5V,
此时电路电流I′===A,
此时滑动变阻器接入电路的阻值R滑最大===7.2Ω,
则滑动变阻器接入电路的阻值范围是4Ω≤R滑≤7.2Ω.
答:(1)电路的总电阻是7.5Ω.
(2)电源电压是8V.
(3)滑动变阻器R2的取值范围是4Ω≤R滑≤7.2Ω.
解析分析:(1)由电路图可知,闭合S1、S2,断开S3,滑动变阻器滑片在最右断时时,电阻R1与滑动变阻器R2的全部阻值并联,由并联电路特点可以求出并联阻值.
(2)由电路图可知,断开S1、S2、S3时,灯泡与滑动变阻器串联,由电功率的变形公式求出灯泡的电阻及灯泡实际功率为0.75W时的电路电流,由串联电路特点及欧姆定律可以求出电源电压.
(3)由电路图可知,只闭合S3时,灯泡与滑动变阻器串联,电流表测电路电流,电压表测滑动变阻器两端电压,电流表示数最大时,滑动变阻器接入电路的阻值最小,电压表示数最大时,滑动变阻器接入电路的阻值最大,由串联电路特点及欧姆定律可以求出滑动变阻器的最大与最小阻值,然后确定其范围.

点评:分析清楚电路结构、熟练应用串并联电路的特点、欧姆定律、电功率公式的变形公式即可正确解题,本题最后一问有难度,解题时要注意.
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