题目内容
【题目】如图所示,电源电压不变,电流表的最大量程0-3A,灯泡L标有“6V 3W”(不考虑温度对灯丝电阻的影响),当开关S闭合.S1、S2断开,滑片P从b端滑到某一位置时,变阻器的电阻减小6Ω,电流表的示数变化0.1A,灯泡恰好正常发光;保持滑片P位置不变,闭合S1、S2,电流表的示数又变化了1.5A.在开关S闭合时,下列说法中不正确的是
A. 当 S1、S2都断开,调节滑片P,电路消耗的总功率最小为4.8W
B. 当 S1、S2都断开,调节滑片P,电路消耗的总功率最大为12W
C. 当S1、S2都闭合时,调节滑片P,电路消耗的总功率最小为20W
D. 当S1、S2都闭合时,调节滑片P,电路消耗的总功率最大为36W
【答案】B
【解析】
当开关S闭合,S1、S2 断开,滑片P在b端时,灯泡与滑动变阻器(最大值)串联,电流表测量电路的电流,滑片滑到某一位置时,接入电路的电阻减小,电路如下:
保持滑片P位置不变,闭合S1、S2,灯泡短路,滑动变阻器与R0并联,电流表测量干路电流,等效电路图如下:
(1)根据题意知道,在图1中,串联电路中各处的电流相等,且灯泡正常发光,所以,由P=UI知道,电路中的电流是:,
由此可知,滑动变阻器接入最大值时,电路的电流是:
故图3中电流表的示数是:
由于灯泡L标有“6V 3W”,所以,由知道,灯泡的电阻是:,
由欧姆定律和电阻的串联特点知道:,即滑动变阻器的总电阻是:Rab =18Ω,
电源的电压是:
由欧姆定律知道,图2中通过滑动变阻器的电流是:
由于并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,通过R0 的电流是:,故R0 的阻值是:。
(2)当开关S闭合,S1、S2 断开时,L与Rab 串联,电路中的电阻最大时,电路消耗的电功率最小,且电路消耗的最小总功率是:,故A正确;
当S1、S2都断开,调节滑片P,灯泡和变阻器串联时,灯泡灯泡正常发光,电路中的最大电流为0.5A,此时电路的总功率最大,且电路消耗的最大总功率是:,故B不正确;
当三个开关S、S1、S2都闭合时,R0 与变阻器并联,此时电路的总功率是:,
所以,当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,变阻器消耗的功率最小,电路消耗的总功率最小,且电路消耗总功率的最小值是:,故C正确;
根据题意知道,当滑片向左滑动时,电流表示数逐渐变大,由于电流表的量程0-3A,所以,电路中最大电流是:,此时电路的最大功率是:,故D正确,综上所述,只有B符合题意,故选B。
【题目】某小组在“测量小灯泡正常发光时电阻”的实验中,选取了下列器材:小灯泡正常发光的电压为3.8V,电阻大约为10Ω,电源电压为6V且保持不变,电压表(0﹣3V,0﹣15V)。
(1)小明设计了如图甲所示的电路图,(其它器材如图所示),电压表应选________量程;
(2)同组的小雪认为小明的实验方案虽然测出了该灯泡的正常发光的电阻,但也存在一定的不足,请你指出小明方案的不足之处________ ;
(3)小明和小雪交流研讨后,仍利用这些器材设计了改进的实验电路如图乙所示,小雪利用这个电路测出了如下表的三组实验数据,请你帮助小雪根据表中的数据计算小灯泡正常发光的电阻是________ Ω;
实验次数 | 电压表示数 | 电流表示数 |
1 | 3V | 0.30A |
2 | 2.6V | 0.34A |
3 | 2.2V | 0.38A |