如图所示,电源电压U保持不变,滑动变阻器R2的最大阻值为50Ω.当S闭合、S1断开,P在b端时,灯泡L的功率为0.4W,电流表的示数为0.2A.当S、S1均闭合,P在a端时,电流表的示数为1.5A.(不考虑温度对电阻的影响)求:
(1)灯L的电阻RL和电源电压;?
(2)电阻R1的阻值;
(3)当S、S1均闭合,P在a端时,灯泡L的实际功率及其4min消耗的电能.
网友回答
解:(1)∵P=I2R,
∴灯泡电阻RL===10Ω,
∵P=UI,
∴灯泡两端的电压UL===2V,
∵I=,
∴滑动变阻器两端电压U2=IR2最大=0.2A×50Ω=10V,
电源电压U=UL+U2=2V+10V=12V;
(2)当S、S1均闭合,P在a端时,
流过灯泡的电流IL===1.2A,
流过电阻R1的电流I1=I′-IL=1.5A-1.2A=0.3A,
∵I=,
∴电阻R1的阻值R1===40Ω,
(3)当S、S1均闭合,P在a端时,灯两端电压等于电源电压12V,
灯的实际功率PL实===14.4W;
灯在t=4min=240s内消耗的电能:
W=PL实t=14.4W×240s=3456J;
答:(1)灯L的电阻是10Ω,电源电压是12V;?
(2)电阻R1的阻值是40Ω;
(3)当S、S1均闭合,P在a端时,灯泡L的实际功率为14.4W,灯4min消耗的电能为3456J.
解析分析:(1)S闭合、S1断开,P在b端时,灯泡L与电阻R2串联,已知灯泡功率及电路电流,由功率公式的变形公式可求出灯泡的电阻,由串联电路特点及欧姆定律可以求出电源电压;
(2)当S、S1均闭合,P在a端时,灯泡L与电阻R1并联,电流表测干路电流,由欧姆定律及并联电路的特点求出流过电阻R1的电流,然后由欧姆定律求出电阻R1的阻值.
(3)由电路图可知,当S、S1均闭合,P在a端时,滑动变阻器接入电路的阻值为零,灯泡与电阻R1并联接在电源两端,由电功率公式及电功公式可以求出灯的实际功率计消耗的电能.
点评:本题考查电压、电阻、电流的计算,关键是欧姆定律及其变形的灵活运用,重点是串联电路电阻的规律和并联电路电流的规律,难点是知道开关断开与变化,以及滑片移动的过程中电路的变化情况.