【題目】燈L標(biāo)有“6V 3W”字樣,滑動變阻器R2的最大電為12Ω,R1=12Ω,當(dāng)開關(guān)S1閉合,S2、S3斷開,滑片P滑至滑動變阻器a端時,燈L恰好正常發(fā)光.試求:(忽略溫度對電阻的影響)
(1)電源電壓是多少?燈L正常發(fā)光的電阻各是多少?
(2)當(dāng)S1、S2、S3都閉合且滑動變阻器滑片P滑到R2中點(diǎn)時,電流表的示數(shù)和此時電路消耗的總功率各是多少?
(3)當(dāng)S1閉合,S2、S3斷開,滑片滑到b端時,此時燈消耗的功率是多少?
【答案】(1)電源電壓是6V;燈L正常發(fā)光時,電阻為12Ω;
(2)當(dāng)S1、S2、S3都閉合且滑動變阻器滑片P滑到R2中點(diǎn)時,電流表的示數(shù)為1.5A,此時電路消耗的總功率為9W.
(3)當(dāng)S1閉合,S2、S3斷開,滑片滑到b端時,此時燈消耗的功率是0.75W.
【解析】試題分析:(1)當(dāng)開關(guān)S1閉合,S2、S3斷開,滑片P滑至滑動變阻器a端時,電路為燈泡L的簡單電路,根據(jù)燈泡正常發(fā)光時的電壓和額定電壓相等得出電源的電壓;燈泡正常發(fā)光時的電壓和額定電壓相等,根據(jù)P=UI求出電流,利用歐姆定律求出電阻;
(2)當(dāng)S1、S2、S3都閉合且滑動變阻器滑片P滑到R2中點(diǎn)時,R1與R2并聯(lián),電流表測干路電流,根據(jù)并聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)和歐姆定律分別求出各支路的電流,利用并聯(lián)電路的電流求出干路電流,利用P=UI求出電路消耗的總功率;
(3)當(dāng)S1閉合,S2、S3斷開,滑片滑到b端時,L與R2串聯(lián),利用歐姆定律求出電流,再利用P=I2R求出此時燈消耗的功率.
解:(1)當(dāng)開關(guān)S1閉合,S2、S3斷開,滑片P滑至滑動變阻器a端時,電路為燈泡L的簡單電路,
由于L正常發(fā)光,
則電源的電壓:
U=U額=6V;
L正常發(fā)光時,兩端的電壓UL=6V,功率為3W,
由P=UI,
可得通過的電流I實(shí)=I額===0.5A,
根據(jù)I=,
可得燈泡的電阻RL===12Ω;
(2)當(dāng)開關(guān)S1、S2、S3都閉合且滑片滑到中點(diǎn)時,電阻R1、R2并聯(lián),
因?yàn)椴⒙?lián)電路中各支路兩端的電壓相等,
所以兩支路的電流分別為:
I1===0.5A,I2===1A,
由于并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和,
則電流表的示數(shù):
I=I1+I2=0.5A+1A=1.5A,
此時電路消耗的總功率:
P總=UI=6V×1.5A=9W.
(3)當(dāng)S1閉合,S2、S3斷開,滑片滑到b端時,L與R2串聯(lián),
則電路中的電流為:I===0.25A,
此時燈消耗的功率為:P=I2RL=(0.25A)2×12Ω=0.75W.
答:(1)電源電壓是6V;燈L正常發(fā)光時,電阻為12Ω;
(2)當(dāng)S1、S2、S3都閉合且滑動變阻器滑片P滑到R2中點(diǎn)時,電流表的示數(shù)為1.5A,此時電路消耗的總功率為9W.
(3)當(dāng)S1閉合,S2、S3斷開,滑片滑到b端時,此時燈消耗的功率是0.75W.
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