Question

（9分）如图所示电路，电源电压恒为12V，电阻R1的阻值为5，滑动变阻器R2上标有“10 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。

（1）当开关S1、S2、S都闭合时，求小灯泡L在5min内产生的热量；

（2）当开关S1、S2、S都闭合时，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，为了确保测量准确，要求电流表示数不小于其量程的1/3，求滑动变阻器R2接入电路的最大阻值。

 

Answer 1

（1）1800J．（2）18W．（3）7Ω．

【解析】

试题分析：（1）当开关S1，S2，S都闭合时，电路为L、R2的并联电路，由于电源电压等于灯泡的额定电压，所以灯泡正常工作，根据Q=W=Pt求产生的热量；

当开关S1，S2，S都闭合时，电路为L、R2的并联电路，

因为U=UL=UL额=12V，所以灯泡正常工作，则PL=PL额=6W，Q=W=Pt=6W×5×60s=1800J．

（2）当开关S1，S2，S都闭合，电流表测量干路电流，利用P=UI求出总功率，减去灯泡的实际功率就是R2消耗的电功率．当开关S1，S2，S都闭合，电流表测量干路电流，

总功率P=UI=12V×2A=24W，因为灯泡正常工作，则PL=6W，所以R2消耗的电功率P2=P-PL=24W-6W=18W．

（3）当开关S1，S2都断开，S闭合时，电路为R1与R1串联；然后根据电流表的量程确定通过滑动变阻器的最小电流，从而进一步求出滑动变阻器接入电路的最大阻值．当开关S1，S2都断开，S闭合时，电路为R1与R2串联；

由串联电路的总阻值等于各电阻之和可知：当R2最大时；Rmax=R1+R2=5Ω+10Ω=15Ω；

根据欧姆定律可得：此时电流为I′=，为了确保测量准确，要求电流表示数不小于其量程的，所以I″min=×3A=1A＞0.8A，最小电流为Imin=1A，由欧姆定律可得：U1=IminR1=1A×5Ω=5V；因为串联电路中总电压等于各分电压之和，所以R2两端的电压：U2=U-U1=12V-5V=7V，

由欧姆定律可得：R2=．

考点：欧姆定律