中考每日一题-062-电学综合
阅读: 180 时间: 2022-05-24 17:26:40 2
【正题】在如图所示的电路中,电源电压为6 V,灯泡电阻保持不变,R2的最大电阻为20 Ω,电流表的量程为0~3 A,电压表的量程为0~3 V,R3=6 Ω。求:
(1)只闭合开关S1时,电路消耗的功率是多少?
(2)只闭合开关S2时,灯泡L正常发光,R3消耗的功率为1.5 W,灯泡L的电阻是多少?
(3)只闭合开关S3时,在不损坏电流表、电压表和灯泡的情况下,电路消耗的最小功率是多少?


【解析】
(1)只闭合开关S1时,电路为R3的简单电路,电流表测电路中的电流,
则电路消耗的功率:
P==6 W。
(2)只闭合开关S2时,灯泡L与R3串联,电流表测电路中的电流,
因串联电路中各处的电流相等,且R3消耗的功率为1.5 W, 
所以,由P=UI=I2R3可得,电路中的电流:
I==0.5 A,
由I=可得,电路的总电阻:
R=12 Ω,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,灯泡L的电阻:
RL=R-R3=12 Ω-6 Ω=6 Ω。
(3)只闭合开关S3时,灯泡L与R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,当电压表的示数U2=3 V时,灯泡L两端的电压:
UL′=U-U2=6 V-3 V=3 V,
此时电路中的电流:
I′==0.5 A,
此时滑动变阻器接入电路中的电阻:
R2=6 Ω<20 Ω,
所以,电路中的最小电流为0.5 A,此时电路的总功率最小,
则电路消耗的最小功率:
P=UI′=6 V×0.5 A=3 W。
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