(2005?云浮)如图所示,电源电压12V保持不变,小灯泡L的规格为”6V 3W”,滑动变阻器的最大阻值为12Ω,
(2005?云浮)如图所示,电源电压12V保持不变,小灯泡L的规格为”6V3W”,滑动变阻器的最大阻值为12Ω,电流表的量程为0-3A.(1)当开关S1、S2都断开时,小...
(2005?云浮)如图所示,电源电压12V保持不变,小灯泡L的规格为”6V 3W”,滑动变阻器的最大阻值为12Ω,电流表的量程为0-3A.(1)当开关S1、S2都断开时,小灯泡L恰能正常发光,R1的阻值为多大?在10min内电流通过R1所产生的热量是多少?(2)当开关S1、S2均闭合时,要使电流表安全使用,滑动变阻器接入电路的阻值不得小于多少?此时R1消耗的电功率是多少?
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(1)小灯泡的电阻:
RL=
=
=12Ω,
当S1、S2都断开时,R1、L串联,
∵灯正常发光,
∴UL=6V,PL=P额=3W,
此时电路中的电流:
I=IL=
=
=0.5A,
∵U1=U-UL=12V-6V=6V,
∴R1=
=
=12Ω,
Q1=I2R1t=(0.5A)2×12Ω×10×60s=1800J;
(2)当S1、S2均闭合时,L短路,R1、R2并联,电流表测量的是干路中的电流,此时R1中的电流:
I1′=
=
=1A,
要使电流表安全使用,通过R2的电流不能超过:
I2=I-I1′=3A-1A=2A,
所以R2的阻值不能小于:
R2=
=
=6Ω,
此时R1消耗的电功率为:
P1′=UI1′=12V×1A=12W.
答:(1)R1的阻值为12Ω,在10min内电流通过R1所产生的热量是1800J;
(2)当开关S1、S2均闭合时,要使电流表安全使用,滑动变阻器接入电路的阻值不得小于6Ω,此时R1消耗的电功率是12W.
RL=
| ||
P额 |
(6V)2 |
3W |
当S1、S2都断开时,R1、L串联,
∵灯正常发光,
∴UL=6V,PL=P额=3W,
此时电路中的电流:
I=IL=
PL |
UL |
3W |
6V |
∵U1=U-UL=12V-6V=6V,
∴R1=
U1 |
I |
6V |
0.5A |
Q1=I2R1t=(0.5A)2×12Ω×10×60s=1800J;
(2)当S1、S2均闭合时,L短路,R1、R2并联,电流表测量的是干路中的电流,此时R1中的电流:
I1′=
U′1 |
R1 |
12V |
12Ω |
要使电流表安全使用,通过R2的电流不能超过:
I2=I-I1′=3A-1A=2A,
所以R2的阻值不能小于:
R2=
U |
I2 |
12V |
2A |
此时R1消耗的电功率为:
P1′=UI1′=12V×1A=12W.
答:(1)R1的阻值为12Ω,在10min内电流通过R1所产生的热量是1800J;
(2)当开关S1、S2均闭合时,要使电流表安全使用,滑动变阻器接入电路的阻值不得小于6Ω,此时R1消耗的电功率是12W.
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