题目内容

如下图所示电路中,电源电压不变,电流表的量程为0~0.6 A,电压表的量程为0~3 V,滑动变阻器R的规格为“50 Ω 2.0 A”,L为标有“6 V 1.8 W”的小灯泡,电阻R1=20 Ω,当闭合开关S、S1、S2时,滑片P移至最右端时,小灯泡正常发光;不计温度对灯丝电阻的影响.求:

(1)当闭合开关S,断开开关S1、S2时,电压表的示数和电阻R1消耗的电功率.

(2)在电路元件安全使用的情况下,滑片移动过程中,整个电路消耗的最大电功率是多少?

答案:
解析:

  (1)当闭合开关S、S1、S2时,滑片P滑到最右端时,灯泡L和变阻器R并联

  ∵灯泡正常发光

  ∴U=6 V  (1分)

  RL=UL2/PL=(6 V)2/1.8 W=20 Ω  (1分)

  当开关S闭合,S1、S2断开时,灯泡L和电阻R1串联

  U1/R1=UL/RL=U/(Rl+RL)=6 V/(20 Ω+20 Ω)

  U1=3 V  (1分)

  P1=U12/R1=(3 V)2/20 Ω=0.45 W  (1分)

  (2)在电源电压不变的情况下,电路中电阻最小时,电路消耗的电功率最大

  所以电路中应是灯L与变阻器R并联,

  ∵考虑到电流表的安全使用,电路中能通过的最大电流应为0.6 A  (1分)

  ∴P最大=UI最大=6 V×0.6 A=3.6 W  (1分)


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