(2014•南宁)如图所示电路,电源电压恒为12V,电阻R1的阻值为5Ω,滑动变阻器R上标有“10Ω 3A”

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  • 解题思路:(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;

    (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.

    (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.

    (1)当开关S1,S2,S都闭合时,电路为L、R2的并联电路,

    ∵U=UL=UL额=12V,

    ∴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,

    总功率P=UI=12V×2A=24W,

    ∵灯泡正常工作,则PL=6W,

    ∴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′=[U/R]=[12V/15Ω]=0.8A,

    ∵为了确保测量准确,要求电流表示数不小于其量程的[1/3],

    ∴I″min=[1/3]×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=

    U2

    Imin=[7V/1A]=7Ω.

    答:(1)当开关S1,S2,S都闭合时,小灯泡L在5min内产生的热量为1800J.

    (2)当开关S1,S2,S都闭合,电流表的示数为2A时,R2消耗的电功率为18W.

    (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],滑动变阻器R2接入电路的最大阻值为7Ω.

    点评:

    本题考点: 电功与热量的综合计算;欧姆定律的应用;电功率的计算.

    考点点评: 本题考查了学生对串并联电路的特点、欧姆定律、焦耳定律、电功率公式的掌握和运用,能分析电路图得出电路组成是本题的突破口,灵活选用公式计算是关键.