题目内容

【题目】如图所示,电源电压不变,L是标有“12V,6W”的小灯泡,且其电阻不随温度变化,R1=16Ω,滑动变阻器R2的最大电阻值为24Ω,只闭合S,S2时灯L恰能正常发光.

求:
(1)电源电压.
(2)同时闭合开关S,S1 , S2且滑片P位于最下端B时,电流表的示数.
(3)当闭合开关S时,电路的最小总功率和此时电压表的示数.

【答案】
(1)

解:只闭合S,S2时,电路为灯泡的基本电路;由于灯泡正常发光,所以电源电压等于灯泡的额定电压,即12V;

答:电源电压为12V


(2)

解:同时闭合开关S,S1,S2且滑片P位于最下端B时,R1与滑动变阻器并联,并且滑动变阻器的全部阻值接入电路,电流表测量干路电流;

电路的总电阻:R= = =9.6Ω;

电流表的示数:I= = =1.25A;

答:同时闭合开关S,S1,S2且滑片P位于最下端B时,电流表的示数为1.25A


(3)

解:当闭合开关S时,R1、滑动变阻器以及灯泡串联;

由P= 可知,灯丝的阻值:RL= = =24Ω;

电路中最小电流:I最小= = =0.1875A;

电路的最小总功率:P=UI最小=12V×0.1875A=2.25W;

由欧姆定律可知,电压表的示数:U′=I最小RL=0.1875A×24Ω=4.5V.

答:当闭合开关S时,电路的最小总功率和此时电压表的示数分别为2.25W和4.5V


【解析】(1)只闭合S,S2时,电路为灯泡的基本电路,根据灯泡正常发光和灯泡的额定电压可知电源电压;(2)同时闭合开关S,S1 , S2且滑片P位于最下端B时,R1与滑动变阻器并联,并且滑动变阻器的全部阻值接入电路,电流表测量干路电流;
先根据并联电路电阻规律求出总电阻,然后根据欧姆定律求出干路电流,即电流表的示数;(3)当闭合开关S时,R1、滑动变阻器以及灯泡串联,当滑动变阻器接入电路的阻值最大时,电路中的电流最小,由P=UI可求出电路消耗的最小功率;
根据P= 的变形公式求出灯丝的阻值,然后根据U=IR求出电压表的示数.本题是一道电路动态分析题,分析清楚电路结构是正确解题的关键,分析清楚电路结构后应用串并联电路特点、欧姆定律以及功率计算公式即可正确解题.

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