题目内容
【题目】如图所示电路,电源电压恒为12V,定值电阻R为12Ω.灯泡L标有“12V 0.5A”字样。假设灯丝电阻不随温度的变化而变化,求:
(1)灯泡L的额定功率;
(2)当断开开关S2、闭合S1和S3时,电路在1min内消耗的总电能;
(3)开关S1、S2、S3分别处于什么状态时,整个电路消耗的总功率最小?此时的总功率为多少?
【答案】(1)6W;(2)1080 J;(3)开关S2闭合、S1和S3断开 4 W
【解析】
(1)灯泡L的额定功率
P额= U额I额=12V×0.5A=6W
(2)当断开开关S2、闭合S1和S3时,灯泡和R并联,流过R的电流
电路的总电流
I总=I+I额=1A+0.5A=1.5A
电路在1min内消耗的总电能
W=UI总t=12V×1.5A×60s=1080 J
(3)由题意知,电路的总电压不变,当电路总电阻最大时,总功率最小,则开关S2闭合、S1和S3断开,此时灯泡和R串联,电路的总电阻最大。而灯泡的电阻
电路的总电阻
R总=RL+R=24Ω+12Ω=36Ω
此时电路的最小总功率
答:(1)灯泡L的额定功率为6W;
(2)电路在1min内消耗的总电能为1080J;
(3)当开关S2闭合、S1和S3断开时,整个电路消耗的总功率最小。最小总功率为4W。
【题目】“探究导体中电流跟电阻的关系”的实验中:
实验器材有:学生电源(3V不变),电流表、电压表、定值电阻四只(5Ω、10Ω、20Ω、25Ω各一只),滑动变阻器M(10Ω 1A),滑动变阻器N(20Ω 1A),开关、导线若干。
(1)请你用笔画线代替导线,将图中的实物电路连接完整,要求滑片P向B端移动时电路中电流变大;
(______)
(2)连接电路时,开关应该_________;
(3)实验过程中,使用不同定值电阻进行探究时,调节滑动变阻器的阻值,使电阻R两端电压保持不变,这种方法是_____(填字母编号);
A.转换法 B.控制变量法 C.等效替代法
(4)某次实验中,连接好电路,闭合开关时,发现电流表示数几乎为零,电压表示数约3V,调节滑动变阻器的阻值,两电表示数均无明显变化,电路故障原因可能是_____________;
(5)排除故障后,更换不同定值电阻进行了实验,记录实验数据如表:
实验次数 | 1 | 2 | 3 | 4 |
电阻/Ω | 5 | 10 | 20 | 25 |
电流/A | 0.40 | 0.20 | 0.10 | 0.08 |
分析表中数据可得到的结论是:______________;
(6)实验中选择的滑动变阻器应是______(选填“M”或“N”)。