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3.如圖是某電器設(shè)備內(nèi)的一部分電路,電源電壓恒為12V,燈泡L標(biāo)有“3V 0.6W”字樣,且燈絲電阻不變,R1為定值電阻,R2為標(biāo)有“100Ω 0.6A”字樣的滑動變阻器.
(1)求小燈泡L的電阻值
(2)當(dāng)閉合S、S1、S2時(shí),電流表的示數(shù)為0.4A,求R1的阻值及此時(shí)整個(gè)電路消耗的最大電功率.
(3)當(dāng)閉合S,斷開S1、S2時(shí),為保證整個(gè)電路安全,求滑動變阻器接入電路的阻值范圍.

分析 (1)由P=U2R計(jì)算燈泡的電阻;
(2)當(dāng)閉合S、S1、S2時(shí),R1、R2并聯(lián),根據(jù)歐姆定律求出R1的阻值,當(dāng)滑動變阻器接入電路的電流最大時(shí)整個(gè)電路消耗的最大功率,根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)求出總電流,利用P=UI求出消耗的最大功率.
(3)根據(jù)P=UI求出R3允許通過的電流,然后結(jié)合滑動變阻器允許通過的最大電流確定串聯(lián)電流的最大電流,根據(jù)歐姆定律求出電路的最小電阻,根據(jù)電阻的串聯(lián)求出求出滑動變阻器接入電路的最小阻值,進(jìn)一步得出滑動變阻器接入電路的阻值范圍.

解答 解:
(1)由題知燈泡的額定電壓和額定功率,
由P=U2R可得燈泡的電阻:RL=U2P=3V20.6W=15Ω;
(2)由電路圖知,當(dāng)閉合S、S1、S2時(shí),R1、R2并聯(lián),電流表測R1支路的電流,
由I=UR得R1的阻值:R1=UI1=12V0.4A=30Ω;
由于滑動變阻器R2為標(biāo)有“100Ω 0.6A”,則滑動變阻器支路上通過的最大電流為0.5A,
此時(shí)總電流最大:I=I1+I2=0.4A+0.6A=1A;
消耗的最大電功率P最大=UI=12V×1A=12W;
(3)由電路圖知,當(dāng)閉合S,斷開S1、S2時(shí),滑動變阻器與L串聯(lián),
由P=UI可知,燈泡允許通過的最大電流:I=PU=0.6W3V=0.2A,
R2允許通過的最大電流為0.6A,
串聯(lián)電路中電流處處相等,所以為保證整個(gè)電路安全,電路中的最大電流為0.2A,
電路的最小電阻,R=UI=12V0.2A=60Ω,
此時(shí)滑動變阻器接入的阻值最�。篟2=R-RL=60Ω-15Ω=45Ω,
所以滑動變阻器接入電路的阻值范圍45Ω~100Ω.
答:(1)小燈泡L的電阻值為15Ω;
(2)R1的阻值為30Ω,此時(shí)整個(gè)電路消耗的最大電功率12W.
(3)當(dāng)閉合S,斷開S1、S2時(shí),為保證整個(gè)電路安全,滑動變阻器接入電路的阻值范圍為45Ω~100Ω.

點(diǎn)評 本題考查了串聯(lián)電路和并聯(lián)電路的特點(diǎn)以及歐姆定律、電功率公式的應(yīng)用,關(guān)鍵是開關(guān)斷開、閉合時(shí)電路串、并聯(lián)的辨別和電路允許通過的最大電流的判斷.

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