Question

【題目】【2016·安順卷】如圖所示電路，電源電壓恒為12V，電阻R1的阻值為5Ω，滑動(dòng)變阻器R2上標(biāo)有“10Ω 3A”的字樣，小燈泡L上標(biāo)有“12V 6W”的字樣，電流表的量程為0﹣3A．

（1）當(dāng)開關(guān)S1，S2，S都閉合時(shí)，求小燈泡L在5min內(nèi)產(chǎn)生的熱量．（滑動(dòng)變阻器R2連入電路的電阻不為0）

（2）當(dāng)開關(guān)S1，S2，S都閉合，電流表的示數(shù)為2A時(shí)，求R2消耗的電功率．

（3）當(dāng)開關(guān)S1，S2都斷開，S閉合時(shí)，要求電流表示數(shù)不小于其量程的1/3，求滑動(dòng)變阻器R2接入電路的最大阻值．

Answer 1

【答案】（1）1800J；（2）18W；（3）7Ω

【解析】（1）由圖示可知，當(dāng)開關(guān)S1，S2，S都閉合時(shí)，L與R2并聯(lián)，由于并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，且額定電壓下燈泡的實(shí)際功率和額定功率相等，故小燈泡L在5min內(nèi)產(chǎn)生的熱量：QL=WL=PLt=6W×5×60s=1800J；（2）當(dāng)開關(guān)S1，S2，S都閉合時(shí)，電流表測干路電流，根據(jù)公式P=UI可得，通過L的電流：IL=PL/UL=6W/12V=0．5A，由于并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和，故通過R2的電流：I2=I﹣IL=2A﹣0．5A=1．5A，則R2消耗的電功率：P2=UI2=12V×1．5A=18W；（3）當(dāng)開關(guān)S1，S2都斷開，S閉合時(shí)，R1與R2串聯(lián)，因電流表示數(shù)不小于其量程的1/3，且電流表的量程為0～3A，故電路中的最小電流：I小=1/3×3A=1A，電路中的總電阻：R=U/I小=12V/1A=12Ω，因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，所以，滑動(dòng)變阻器R2接入電路的最大阻值：R2=R﹣R1=12Ω﹣5Ω=7Ω．