問題詳情:
如圖所示,電源電壓不變,L是標有“12V,6W”的小燈泡,且其電阻不隨温度變化,R1=16Ω,滑動變阻器R2的最大電阻值為24Ω,只閉合S,S2時燈L恰能正常發光.
求:
(1)電源電壓.
(2)同時閉合開關S,S1,S2且滑片P位於最下端B時,電流表的示數.
(3)當閉合開關S時,電路的最小總功率和此時電壓表的示數.
【回答】
【分析】(1)只閉合S,S2時,電路為燈泡的基本電路,根據燈泡正常發光和燈泡的額定電壓可知電源電壓;
(2)同時閉合開關S,S1,S2且滑片P位於最下端B時,R1與滑動變阻器並聯,並且滑動變阻器的全部阻值接入電路,電流表測量幹路電流;
先根據並聯電路電阻規律求出總電阻,然後根據歐姆定律求出幹路電流,即電流表的示數;
(3)當閉合開關S時,R1、滑動變阻器以及燈泡串聯,當滑動變阻器接入電路的阻值最大時,電路中的電流最小,由P=UI可求出電路消耗的最小功率;
根據P=的變形公式求出燈絲的阻值,然後根據U=IR求出電壓表的示數.
【解答】解:(1)只閉合S,S2時,電路為燈泡的基本電路;由於燈泡正常發光,所以電源電壓等於燈泡的額定電壓,即12V;
(2)同時閉合開關S,S1,S2且滑片P位於最下端B時,R1與滑動變阻器並聯,並且滑動變阻器的全部阻值接入電路,電流表測量幹路電流;
電路的總電阻:R總===9.6Ω;
電流表的示數:I===1.25A;
(3)當閉合開關S時,R1、滑動變阻器以及燈泡串聯;
由P=可知,燈絲的阻值:RL===24Ω;
電路中最小電流:I最小===0.1875A;
電路的最小總功率:P=UI最小=12V×0.1875A=2.25W;
由歐姆定律可知,電壓表的示數:U′=I最小RL=0.1875A×24Ω=4.5V.
答:(1)電源電壓為12V.
(2)同時閉合開關S,S1,S2且滑片P位於最下端B時,電流表的示數為1.25A.
(3)當閉合開關S時,電路的最小總功率和此時電壓表的示數分別為2.25W和4.5V.
【點評】本題是一道電路動態分析題,分析清楚電路結構是正確解題的關鍵,分析清楚電路結構後應用串並聯電路特點、歐姆定律以及功率計算公式即可正確解題.
知識點:電功率
題型:計算題