如图所示,L是标有“2V?1W”字样的灯泡,电流表A1、电流表A的量程均为0~0.6A,电源电压保持不变.将滑动变阻器的滑片P滑至b端.(1)断开S1、闭合S2,电压

发布时间:2020-08-12 08:30:19

如图所示,L是标有“2V?1W”字样的灯泡,电流表A1、电流表A的量程均为0~0.6A,电源电压保持不变.将滑动变阻器的滑片P滑至b端.
(1)断开S1、闭合S2,电压表的示数为6.0V,电流表A的示数为0.30A.求滑动变阻器的最大阻值以及它在1min内产生的热量;
(2)闭合S1、S2,电流表A1的示数为0.10A,求R1的阻值;
(3)断开S1、S2,为了保证电路的安全,求滑动变阻器的阻值调节范围.

网友回答

解:(1)断开S1、闭合S2,电灯被短路,电阻R1没有接入电路,只有滑动变阻器接入电路,电压表测量滑动变阻器的电压,也是电源的电压,电源电压U=6V,滑动变阻器的最大阻值R滑===20Ω,
滑动变阻器在1min内产生的热量Q=U滑It=6V×0.3A×60s=108J.
(2)闭合S1、S2,电阻R1可以接到电源上,电流表A1的示数为0.10A,是电阻R1的电流I1,故电阻R1的电阻R1===60Ω.
(3)电灯的额定电压为2V,额定功率为1W,则电灯的额定电流I灯===0.5A,灯的电阻R灯===4Ω,
断开S1、S2,滑动变阻器与电灯串联,电压表测量滑动变阻器的电压,由于在(1)中的电压表的读数为6V,故电压表用的是0-15V的量程,最大电压大于电源电压,电压表不会超过量程.故应从电流表与电灯的因素考虑,电灯的额定电流为0.5A,故电路中的电流不能超过0.5A,此时电路的总电阻为R总===12Ω,滑动变阻器的最小阻值R小=R总-R灯=12Ω-4Ω=8Ω.
答:(1)滑动变阻器的最大阻值为20欧、产生的热量为108J.
(2)电阻R1的阻值为60Ω.
(3)滑动变阻器的变化范围为8Ω~20Ω.
解析分析:(1)断开S1、闭合S2,电路中只有滑动变阻器,电压表的读数就是电源电压,由欧姆定律可求得滑动变阻器的最大阻值.
(2)闭合S1、S2,电阻R1并联在电源上,由欧姆定律可求得R1的阻值.
(3)断开S1、S2,滑动变阻器与电灯串联,由电流表和电压表的安全来确定滑动变阻器的变化范围.

点评:本题考查了开关的状态对电路的连接方式的影响和利用欧姆定律、电功率公式的综合计算.要仔细判断用电器在开关的不同状态下的连接形式,灵活应用电学中的公式,用不同的上下标表示清楚不同的物理量.
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