题目内容

13．如图所示电路，电源电压恒为12V，电阻R1的阻值为5Ω，滑动变阻器R2上标有“10Ω，3A”的字样，小灯泡L上标有“12V，6W”的字样，电流表的量程为0～3A．
求 （1）当开关S1、S2、S都闭合时，通过小灯泡的电流．
（2）当开关S1、S2、S都闭合，电流表的示数为2A时，求R2消耗的电功率．
（3）当开关S1、S2都断开，S闭合时，求R1消耗电功率的最大值．

分析 （1）当开关S1、S2、S都闭合时，灯泡L与变阻器R2并联，电流表测干路电流，根据并联电路的电压特点可知灯泡两端的电压和额定电压相等，根据P=UI求出通过灯泡的电流；
（2）当开关S1、S2、S都闭合时，根据并联电路的电流特点求出通过R2的电流，利用P=UI求出R2消耗的电功率；
（3）当开关S1、S2都断开，S闭合时，R1与R2串联，电流表测电路中的电流，根据欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的电阻为0时电路中的电流，然后与电流表的量程相比较确定电路中的最大电流，利用P=I2R求出R1消耗电功率的最大值．

解答 解：（1）当开关S1、S2、S都闭合时，灯泡L与变阻器R2并联，电流表测干路电流，
因并联电路中各支路两端的电压相等，
所以，灯泡两端的电压和额定电压相等，
由P=UI可得，通过灯泡的电流：
IL=$\frac{{P}_{L}}{{U}_{L}}$=$\frac{6W}{12V}$=0.5A；
（2）当开关S1、S2、S都闭合时，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
所以，通过R2的电流：
I2=I-IL=2A-0.5A=1.5A，
R2消耗的电功率：
P2=UI2=12V×1.5W=18W；
（3）当开关S1、S2都断开，S闭合时，R1与R2串联，电流表测电路中的电流，
当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时，电路中的电流：
I′=$\frac{U}{{R}_{1}}$=$\frac{12V}{5Ω}$=2.4A＜3A，
则R1消耗电功率的最大值：
P1=（I′）2R1=（2.4A）2×5Ω=28.8W．
答：（1）当开关S1、S2、S都闭合时，通过小灯泡的电流为0.5A；
（2）当开关S1、S2、S都闭合，电流表的示数为2A时，R2消耗的电功率为18W；
（3）当开关S1、S2都断开，S闭合时，R1消耗电功率的最大值为28.8W．

点评 本题考查了串联电路和并联电路的特点以及欧姆定律、电功率公式的应用，要注意灯泡正常发光时的电压和额定电压相等．

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琴弦编号琴弦材料琴弦长度（cm）琴弦横街面积（mm2）
A钢300.4
B钢300.8
C尼龙400.6
D铜500.6
E尼龙50▲
①%2为了探究发声的音调与弦粗细的关系，应选用的琴弦编号为A和B．
②为了探究发声的音调与弦材料的关系，应选用的琴弦编号为D和E，表格中▲处应填入的数据为0.6．
（6）他们能否选择c和d进行研究，答不能；理由是弦的材料和长度都不相同，无法比较．
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