如图所示,电源电压保持不变,灯泡上标有“12V6W”,定值电阻R1=120Ω,滑动变阻器R2上标有“50Ω、1...
问题详情:
如图所示,电源电压保持不变,灯泡上标有“12V 6W”,定值电阻R1=120Ω,滑动变阻器R2上标有“50Ω、1A”,电压表的量程选用“0〜3V”。断开S2,闭合S和S1,滑片P移到B端,灯泡刚好正常发光。
(1)将滑片P移到B端,三个开关都闭合,lmin内电路消耗的电能是多少?
(2)断开S1,闭合S和S2,在安全前提下,调节滑片P的过程中,电路消耗的最小功率是多少?
【回答】
(1)432J;(2)0.9W
【详解】
由图知道,当断开S2 ,闭合S和S1 ,滑片P移到B端时,电路中只有灯泡,又因为此时灯泡刚好正常发光,所以,电源电压等于小灯泡的额定电压,即U=UL额=12V;
(1)若将滑片P移到B端,三个开关都闭合,则灯泡L和R1 并联,因为并联电路中各支路两端的电压等于电源电压,所以此时灯泡仍然正常发光,即灯泡的功率是:PL =6W,
所以lmin内电路消耗的电能是
W=WL+WR=PLt+=6W×60s+=360J+72J=432J;
(2)由图知道,当断开S1,闭合S和S2时,R1与滑动变阻器R2 串联,电压表测量滑动变阻器两端的电压,由P=UI知道,电路的电流越小,电路消耗的功率就越小。
由于电压表的量程选用的是“0~3V”,所以电压表示数最大为3V,由串联分压规律可知,此时滑动变阻器接入电阻值最大,又因为串联电路电流处处相等,
所以,由欧姆定律知道
即
即变阻器接入电路的最大阻值是R2 =40Ω;
此时电路中有最小电流是
Imin = =0.075A
故电路消耗的最小功率是
Pmin =UImin =12V×0.075A=0.9W。
【点睛】
本题考查的是串、并联电路的特点以及欧姆定律、电功率公式的灵活应用,解题的关键是开关闭合、断开时电路串并联的辨别及确保电路安全的情况下电路最小电流的确定。
知识点:欧姆定律
题型:计算题