题目内容
【题目】如图甲所示,电源电压18V不变,灯泡L规格为“15V45W”,且灯丝电阻不随温度变化,电流表量程为“0﹣0.6A”和“0﹣3A”,电压表的量程为“0﹣3V”和“0﹣15V”,滑动变阻器R的规格为“10Ω3A”和“30Ω2A”。求:
(1)小灯泡正常发光时的电阻。
(2)只闭合开关S1,电流表选取合适量程,移动滑片P,可使灯泡L正常发光。求流过电流表的最小电流。
(3) 只闭合开关S2、S4,将滑片P置于中点O处(可能重新选择了电流表量程和变阻器)电流表指计指到满偏刻度的位置,若将滑片P从中点移到最左端A,两表示数的I﹣U关系如图乙所示,求滑片P在最右端B处时,R0消耗的电功率是多少?
【答案】(1)5Ω;(2)1.2A;(3)2.7W
【解析】
(1)由可得,小灯泡的电阻
(2)只闭合开关S1且灯泡L正常发光时,等效电路图如下图所示:
灯泡正常发光时,通过的电流
则滑动变阻器R的规格为“10Ω 3A”,当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,流过电流表的示数最小,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,流过电流表的示数最小
(3)只闭合开关S2、S4,将滑片P置于中点O处,等效电路图如下图所示:
滑片P移到最左端A时,R0两端的电压等于电源的电压UA=18V,由图乙可知,横坐标每个小格代表的电压为
则P在中点O时的电压
此时电流表指计指到满偏刻度的位置,其示数为2A或0.4A,电流表的示数为I1=2A时,变阻器的最大阻值
与题意不符;
当电流表的示数为I2=0.4A时,变阻器的最大阻值
符合题意,所以,所用变阻器的规格为“30Ω 2A”,电流表的量程为“00.6A”此时电路的总电阻
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以R0的阻值
滑片P在最右端B处时,接入电路中的电阻最大,此时电路中的电流
此时R0消耗的电功率
答:(1)小灯泡的电阻是5Ω;
(2)只闭合开关S1,移动滑片P,可使灯泡L正常发光,流过电流表的最小电流是1.2A;
(3)滑片P在最右端B处时,R0消耗的电功率为2.7W。