Question

（9分）如圖所示電路，電源電壓恒為12V，電阻R1的阻值為5，滑動變阻器R2上標有“10 3A”的字樣，小燈泡L上標有“12V 6W”的字樣，電流表的量程為0――3A。

（1）當開關(guān)S1、S2、S都閉合時，求小燈泡L在5min內(nèi)產(chǎn)生的熱量；

（2）當開關(guān)S1、S2、S都閉合時，電流表的示數(shù)為2A時，求R2消耗的電功率；

（3）當開關(guān)S1、S2都斷開，S閉合時，為了確保測量準確，要求電流表示數(shù)不小于其量程的1/3，求滑動變阻器R2接入電路的最大阻值。

 

Answer 1

（1）1800J．（2）18W．（3）7Ω．

【解析】

試題分析：（1）當開關(guān)S1，S2，S都閉合時，電路為L、R2的并聯(lián)電路，由于電源電壓等于燈泡的額定電壓，所以燈泡正常工作，根據(jù)Q=W=Pt求產(chǎn)生的熱量；

當開關(guān)S1，S2，S都閉合時，電路為L、R2的并聯(lián)電路，

因為U=UL=UL額=12V，所以燈泡正常工作，則PL=PL額=6W，Q=W=Pt=6W×5×60s=1800J．

（2）當開關(guān)S1，S2，S都閉合，電流表測量干路電流，利用P=UI求出總功率，減去燈泡的實際功率就是R2消耗的電功率．當開關(guān)S1，S2，S都閉合，電流表測量干路電流，

總功率P=UI=12V×2A=24W，因為燈泡正常工作，則PL=6W，所以R2消耗的電功率P2=P-PL=24W-6W=18W．

（3）當開關(guān)S1，S2都斷開，S閉合時，電路為R1與R1串聯(lián)；然后根據(jù)電流表的量程確定通過滑動變阻器的最小電流，從而進一步求出滑動變阻器接入電路的最大阻值．當開關(guān)S1，S2都斷開，S閉合時，電路為R1與R2串聯(lián)；

由串聯(lián)電路的總阻值等于各電阻之和可知：當R2最大時；Rmax=R1+R2=5Ω+10Ω=15Ω；

根據(jù)歐姆定律可得：此時電流為I′=，為了確保測量準確，要求電流表示數(shù)不小于其量程的，所以I″min=×3A=1A＞0.8A，最小電流為Imin=1A，由歐姆定律可得：U1=IminR1=1A×5Ω=5V；因為串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，所以R2兩端的電壓：U2=U-U1=12V-5V=7V，

由歐姆定律可得：R2=．

考點：歐姆定律