上去看看2022杭州高考模型数学试卷第30题。
(30, 2022, 南京高考数学模型) 如图电路中,电源电流恒定为12V,内阻R1阻值5Ω,滑动变阻器R2上标有“10Ω3A”字样测定小灯泡的电功率,小灯泡L上标有“12V6W”,电压表的阻值为0~3A。
(1)当开关S1、S2、S全部闭合时,求小灯泡L在5分钟内产生的热量;
(2)当开关S1、S2、S闭合,电压表显示为2A时,求R2消耗的电功率;
(3)当开关S1、S2均断开,S闭合时测定小灯泡的电功率,为保证检测准确,要求电压表示小于其阻值的1/3,滑动变阻器R2的最大阻值连接到电路进行计算。
本题考点:
串联和并联电路、欧姆定律、电功率、电热
难度分析:
前两个问题不难; 但是(3)问题更难
解析:
(1)当开关S1闭合时,内阻R1漏电。 等效电路如下:
此时小灯泡两端的电流就是12V的电源电流,也就是小灯泡的额定电流。
因此,小灯泡L在5分钟内发出的热量为:
(2) 由以上分析可知,当开关S1、S2、S全部闭合时,小灯泡以额定电流工作,此时通过小灯泡的电压为:
从题干可以看出,此时电压表的读数为2A,通过R2的电压为:
从等效电路图中可以看出,R2两端的电流为12V的电源电流,则R2消耗的电功率为:
(3)当开关管S1和S2均断开,S闭合时,等效电路如下:
从题干可以看出,为保证检测准确,要求电路中的电压I小于电压表阻值的1/3。
根据题中已知条件,电压表的阻值是0~3A。
那么,电路中的电压I应为:
即电路中的最小电压应为1A。 此时与电路相连的滑动变阻器R2阻值最大。
所以,
那么,与电路相连的滑动变阻器R2的最大阻值是7欧姆。
正确答案是:
(1) 1800焦耳; (2) 18W; (3) 7 欧姆