题目内容
【题目】如图所示灯L标有“6V 3W”字样,滑动变阻器R2的最大电阻为12Ω,R1=12Ω,当开关S1闭合,S2、S3断开,滑片P滑至滑动变阻器a端时,灯L恰好正常发光.试求:
(1)电源电压是多少?
(2)灯L正常发光时的电流和电阻各是多少?
(3)当S1、S2、S3都闭合且滑动变阻器滑片P滑到R2中点时,电流表的示数和此时电路消耗的总功率各是多少?
【答案】
(1)解:当开关S1闭合,S2、S3断开,滑片P滑至滑动变阻器a端时,电路为灯泡L的简单电路,因为L正常发光,所以电源的电压:U=U额=6V;
(2)解:L正常发光时,两端的电压UL=6V,功率为3W,
因为P=UI,所以通过的电流I实=I额=P额/U额=3W/6V=0.5A,因为I=U/R,
所以灯泡的电阻RL=U额/I额=6V/0.5A=12Ω;
(3)解:当开关S1 、S2 、S3都闭合且滑片滑到中点时,电阻R1、R2并联,
因为并联电路中各支路两端的电压相等,
所以两支路的电流分别为:I1 =U/R1=6V/12Ω=0.5A,I2=U/(R2/2)=6V/(12Ω/2)=1A,
因为并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以电流表的示数:I=I1+I2=0.5A+1A=1.5A,
此时电路消耗的总功率:P总=UI=6V×1.5A=9W.
【解析】(1)S1闭合,S2、S3断开电路为灯泡L的简单电路,因为L正常发光,所以电源的电压:U=U额=6V;
(2)知道电压6V,功率为3W,因为P=UI,所以通过的电流I实=I额=P额/U额=3W/6V=0.5A,因为I=U/R,可求出灯丝的电阻;
(3)电流表的示数可根据并联电路等于各支路电流之和进行计算;电路消耗的总功率可根据P总=UI进行计算.
【考点精析】通过灵活运用电功的计算和电功计算公式的应用,掌握电功计算公式:W=UIt(式中单位W→焦(J);U→伏(V);I→安(A);t→秒);利用W=UIt计算电功时注意:①式中的W.U.I和t是在同一段电路; ②计算时单位要统一;③已知任意的三个量都可以求出第四个量.计算电功还可用以下公式:W=I2Rt ;W=Pt;W=U2 /R*t即可以解答此题.