Question

7．如圖所示，電源電壓為12V且保持不變，小燈泡L的規(guī)格為“6V 3W”，滑動變阻器的最大阻值為12Ω，電流表的量程為0-3A．
（1）當開關S₁、S₂都斷開時，小燈泡L恰能正常發(fā)光，R₁的阻值為多大？在10min內電流通過R₁所產生的熱量是多少？
（2）當開關S₁、S₂均閉合時，要使電流表安全使用，變阻器接入電路的阻值不得小于多少？R₂消耗的最大電功率是多少？

Answer 1

分析 （1）準確分析電路的變化情況，開關都斷開時，是R1與L串聯(lián)；開關都閉合時，是R1與R2并聯(lián)；
（2）運用歐姆定律、焦耳定律公式、電功率計算公式可解答．

解答 解：（1）當開關S₁、S₂都斷開時，電路為R1與L串聯(lián)；
小燈泡L恰能正常發(fā)光，則說明燈泡兩端電壓為額定電壓6V，
電路中電流為：I=$\frac{{P}_{L}}{{U}_{L}}$=$\frac{3W}{6V}$=0.5A；
R₁兩端電壓為：U₁=U-U_L=12V-6V=6V；
R₁阻值為：R₁=$\frac{{U}_{1}}{I}$=$\frac{6V}{0.5A}$=12Ω；
則R₁所產生的熱量為：Q₁=I²R₁t=（0.5A）²×12Ω×10×60s=1800J；
（2）當開關S₁、S₂均閉合時，電路是R₁與R₂并聯(lián)，電流表測干路電流；
電流表的量程為0-3A，要使電流表安全使用，即干路電流最大為3A；
通過R₁的電流為：I₁=$\frac{U}{{R}_{1}}$=$\frac{12V}{12Ω}$=1A；
通過R₂的最大電流為：I₂=I-I₁=3A-1A=2A；
R₂的最小值為：R₂=$\frac{U}{{I}_{2}}$=$\frac{12V}{2A}$=6Ω；
R₂消耗的最大電功率是：P₂=UI₂=12V×2A=24W；
答：（1）當開關S₁、S₂都斷開時，小燈泡L恰能正常發(fā)光，R₁的阻值為12Ω；在10min內電流通過R₁所產生的熱量是1800J；
（2）當開關S₁、S₂均閉合時，要使電流表安全使用，變阻器接入電路的阻值不得小于6Ω；R₂消耗的最大電功率是24W．

點評 此題是一道動態(tài)電路題，準確分析電路的變化情況，熟練運用電學的各個計算公式，是解答此題的關鍵．