如图所示,电源电压恒定不变,电阻R1的阻值为5Ω,小灯泡L上标有“12V 6W”字样,闭合开关S.

如图所示,电源电压恒定不变,电阻R1的阻值为5Ω,小灯泡L上标有“12V6W”字样,闭合开关S.(小灯泡的电阻不随温度的变化而变化)
(1)当开关S1、S2都闭合,滑动变阻器的滑片P移到最右端时,电流表的读数为1.7A,小灯泡恰能正常发光,求:滑动变阻器的最大阻值.
(2)当开关S1、S2都断开,调节滑动变阻器的滑片P至某一位置,使电阻R1每分钟产生675J的热量.求:滑动变阻器消耗的电功率.
fwangc 1年前 已收到1个回答 举报

小水依人 幼苗

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解题思路:(1)当开关S1、S2都闭合,滑动变阻器的滑片P移到最右端时,灯泡与滑动变阻器的最大阻值并联,根据并联电路的电压特点和灯泡正常发光时的电压与额定电压相等求出电源的电压,根据P=UI求出通过灯泡的电流,再根据并联电路的电流特点求出通过滑动变阻器的电流,利用欧姆定律求出滑动变阻器的最大阻值;(2)当开关S1、S2都断开,R1、R2串联,先根据Q=I2Rt的变形公式求出电路中的电流,然后根据欧姆定律的变形公式求出总电阻,再根据串联电路电阻的特点求出滑动变阻器接入电路的阻值,最后根据P=I2R求出滑动变阻器消耗的电功率.

(1)当开关S1、S2都闭合时,灯泡与滑动变阻器并联,当滑片P移到最右端时,小灯泡恰能正常发光;
由于并联电路两端电压相等,所以电源电压等于小灯泡的额定电压,即12V;
小灯泡正常发光的电流:I=
P1
U=[6W/12V]=0.5A,
滑动变阻器中的电流:I2=I-I1=1.7A-0.5A=1.2A,
滑动变阻器的最大阻值:R2=[U
I2=
12V/1.2A]=10Ω.
(2)由Q=I2R1t可得,电路中的电流:I=

Q
R1t=

675J
5Ω×60s=1.5A,
电路中的总电阻:R=[U/I]=[12V/1.5A]=8Ω,
滑动变阻器接入电流的阻值:R2′=R-R1=8Ω-5Ω=3Ω,
故滑动变阻器消耗的电功率:P2′=I2R2′=(1.5A)2×3Ω=6.75W.
答:(1)滑动变阻器的最大阻值为10Ω.
(2)滑动变阻器消耗的电功率为6.75W.

点评:
本题考点: 欧姆定律的应用;电功率的计算.

考点点评: 本题考查了串联电路和并联电路的特点以及欧姆定律、电功率公式的灵活应用,关键是开关闭合、断开时电路连接方式的辨别和知道灯泡正常发光时的电压与额定电压相等.

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