如图所示,灯L上标有“6V 3W”字样(不考虑温度对灯泡电阻的影响),电阻R1=20Ω.求:
(1)灯泡的电阻;
(2)当开关S1闭合,S2、S3都断开时,灯L正常发光,电源电压;
(3)开关S1、S2、S3都闭合,且滑片P在b端时,电流表的示数为2.4A,滑动变阻器R2的最大阻值;
(4)当开关S1断开,S2、S3都闭合,且滑片P在a、b间中点时,在1min内滑动变阻器产生的热量.
解析:
(1)灯泡的电阻是:
RL= | UL2 | = | (6V)2 | =12Ω |
PL | 3W |
(2)当S1闭合,另二开关断开时,原电路等效为R1与灯泡L并联。因灯泡正常发光,故此时电路中的电流是:
I1=IL= | UL | = | 6V | =0.5A |
RL | 12Ω |
R1两的电压和电源电压分别是:
U1=I1R1=0.5A×20Ω=10V
U=UL+U1=6V+10V=16V
(3)当三开关都闭合,且滑片P在b端时,原电路等效为R1与R2并联。R1与R2中的电流分别是:
I’1= | U1 | = | 16V | =0.8A |
R1 | 20Ω |
I2=I-I’1=2.4A-0.8A=1.6A
R2的最大阻值是:
R2= | U2 | = | 16V | =10Ω |
I2 | 1.6A |
(4)当S1断开,另二个开关闭合时,原电路只R2接入电路。其P在中点,1分钟产生的热量是:
Q=W= | U22 | t= | (16V)2 | ×1×60s=3072J |
R2中 | 5Ω |
故
(1)灯泡电阻是12Ω;
(2)电源电压为16V;
(3)滑动变阻器的最大电阻为10Ω;
(4)其1分钟产生的热量是3072J。
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