(2012?西城區(qū))在圖所示電路中,電源兩端電壓不變,標(biāo)有“6V 3W”字樣的小燈泡燈絲電阻不變.當(dāng)開關(guān)S閉合、滑動(dòng)變阻器R2的滑片P滑到A端時(shí),電流表的示數(shù)為0.6A,小燈泡正常發(fā)光.求:
(1)定值電阻R1
(2)當(dāng)開關(guān)S斷開,電壓表的示數(shù)為1.2V時(shí),滑動(dòng)變阻器R2接入電路的電阻值.
(3)當(dāng)開關(guān)S斷開,電壓表的示數(shù)為3.6V時(shí),電路消耗的總電功率P
分析:(1)分析電路圖,畫出開關(guān)S閉合時(shí)的等效電路圖,由并聯(lián)電路的特點(diǎn)求出電阻R1兩端的電壓與流過電阻R1的電流,然后由歐姆定律求出電阻R1的阻值,求出電源電壓;
(2)分析電路圖,畫出開關(guān)S斷開時(shí)的等效電路圖,根據(jù)串聯(lián)電路的特點(diǎn)及歐姆定律,求出電路電流,然后由歐姆定律求出滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻值;
(3)分析電路圖,畫出開關(guān)S斷開時(shí)的等效電路圖,根據(jù)串聯(lián)電路的特點(diǎn)及歐姆定律求出電路電流,然后由功率公式求出電路消耗的總功率.
解答:解:(1)關(guān)S閉合時(shí)的等效電路圖如圖一所示;燈泡正常發(fā)光,
則燈泡兩端的電壓為額定電壓U=UL=6V,
流過燈泡的電流IL=
PL
UL
=
3W
6V
=0.5A,
燈泡電阻RL=
UL
IL
=
6V
0.5A
=12Ω,
流過電阻R1的電流I1=I-IL=0.6A-0.5A=0.1A,
電阻R1的阻值R1=
U
I1
=
6V
0.1A
=60Ω;
答:定值電阻R1的阻值是60Ω.
(2)開關(guān)S斷開時(shí),等效電路圖如圖二所示,
由串聯(lián)特點(diǎn)可知,燈泡兩端的電壓UL′=U-U2=6V-1.2V=4.8V,
流過電路電流I′=IL′=
UL
RL
=
4.8V
12Ω
=0.4A,
滑動(dòng)變阻器R2接入電路的電阻值R2=
U2
I′ 
=
1.2V
0.4A
=3Ω,
答:滑動(dòng)變阻器R2接入電路的電阻值3Ω.
(3)開關(guān)S斷開時(shí),等效電路圖如圖二所示,
由串聯(lián)特點(diǎn)可知,燈泡兩端的電壓UL′′=U-U2=6V-3.6V=2.4V,
流過電路電流I′′=IL′′=
UL′′
RL
=
2.4V
12Ω
=0.2A,
電路消耗的總電功率P=UI′′=6V×0.2A=1.2W,
答:電路消耗的總電功率1.2W.
點(diǎn)評(píng):本題考查了電阻與功率的計(jì)算,分析電路結(jié)構(gòu),畫出等效電路圖是正確解題的前提以基礎(chǔ),靈活應(yīng)用串并聯(lián)電路的特點(diǎn)、歐姆定律、功率公式及其變形公式,是正確解題的關(guān)鍵.
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