分析 (1)当开关S1、S2、S3都闭合时,R2与L并联,电流表A测干路电流,电流表A1测R2支路的电流,根据并联电路的电压特点和额定电压下灯泡正常发光可知电源的电压;
(2)根据P=UI求出灯泡正常发光时的电流,根据并联电路的电流特点和指针位置相同时大量程示数是小量程示数的5倍确定通过R2的电流,根据并联电路的电压特点和欧姆定律求出R2的阻值;
(3)根据欧姆定律求出灯泡的电阻,当开关S1、S2、S3都闭合时,电路中的总电阻最小,电路消耗的总功率最大,根据P=UI求出最大功率;当开关S1、S3断开,S2闭合,滑片位于左端时电路中的总电阻最大,根据电阻的串联和欧姆定律求出电路消耗的最小功率.
解答 解:(1)当开关S1、S2、S3都闭合时,R2与L并联,电流表A测干路电流,电流表A1测R2支路的电流,
因并联电路中各支路两端的电压相等,且灯泡正常发光,
所以,电源的电压U=UL=6V;
(2)由P=UI可得,灯泡正常发光时的电流:
IL=$\frac{{P}_{L}}{{U}_{L}}$=$\frac{3W}{6V}$=0.5A,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,且两电流表指针的位置相同,
所以,电流表A的示数I是电流表A1示数I1的5倍,即I=5I2,
则IL=I-I2=5I2-I2=4I2=0.5A,
解得:I2=0.125A,
由I=$\frac{U}{R}$可得,R2的阻值:
R2=$\frac{U}{{I}_{2}}$=$\frac{6V}{0.125A}$=48Ω;
(3)灯泡的电阻:
RL=$\frac{{U}_{L}}{{I}_{L}}$=$\frac{6V}{0.5A}$=12Ω,
当开关S1、S2、S3都闭合时,R2与L并联,电路消耗的总功率最大,
电路中的电流:
I=5I2=5×0.125A=0.625A,
电路中的最大总功率:
P大=UI=6V×0.625A=3.75W;
因灯泡的电阻小于R2的阻值,
所以,当开关S1、S3断开,S2闭合,滑片位于左端时电路中的总电阻最大,电路消耗的功率最小,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,电路消耗的最小功率:
P小=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{1}+{R}_{2}}$=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{1}+{R}_{2}}$=$\frac{(6V)^{2}}{24Ω+48Ω}$=0.5W.
答:(1)电源电压为6V;
(2)R2的阻值为48Ω;
(3)当开关S1、S2、S3都闭合时,电路消耗的总功率最大,最大为3.75W;
当开关S1、S3断开,S2闭合,滑片位于左端时电路中的总电阻最大,电路消耗的功率最小,最小为0.5W.
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,关键是知道电流表指针位置相同时大量程示数是小量程示数的5倍.
科目:初中物理 来源: 题型:选择题
A. | 1.0×105帕 | B. | 1.2×105帕 | C. | 1.8×105帕 | D. | 2.8×105帕 |
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科目:初中物理 来源: 题型:填空题
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科目:初中物理 来源: 题型:解答题
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