在图所示的电路中,设电源电压不变,灯泡L上标有“6V,3W”字样,当开关S1闭合,单刀双掷开关S2接a,滑动变阻器滑片P在右端时,灯泡L正常发光;当开关S1断开,单刀双掷开关S2接b,且滑动变阻器滑片P在中点时,电压表示数为3V.(设灯丝的电阻不随温度变化)求:
(1)电源电压是多少?
(2)滑动变阻器R的最大阻值是多少?
(3)当开关S1断开,S2接b,且滑动变阻器滑片P在最右端时,灯泡的实际功率为多少?
网友回答
解:(1)当开关S1闭合、S2接a时,灯L与滑动变阻器并联,
∵并联电路中各支路两端的电压相等,且灯泡L正常发光,
∴电源电压U=UL额=6V;
(2)当开关S1断开、S2接b,且滑动变阻器滑片P在中点时,灯L与滑动变阻器最大阻值的一半串联,电压表测R两端的电压,
根据P=可得,灯泡的电阻:
RL===12Ω,
∵串联电路中总电压等于各分电压之和,
∴变阻器两端的电压:
U变=U-UL=6V-3V=3V,
∵串联电路中各处的电流相等,
∴根据欧姆定律可得:
=,即=,
解得:R变=24Ω;
(3)当开关S1断开、S2接b,且滑动变阻器滑片P在最右端时,灯泡与滑动变阻器的最大阻值串联,
∵串联电路中的总电阻等于各分电阻之和,
∴此时电路中的电流:
I===A,
此时灯的实际功率:
P实=I2RL=(A)2×12Ω≈0.33W.
答:(1)电源电压是6V;
(2)滑动变阻器R的最大阻值是24Ω;
(3)当开关S1断开,S2接b,且滑动变阻器滑片P在最右端时,灯泡的实际功率约为0.33W.
解析分析:(1)当开关S1闭合、S2接a时,灯L与滑动变阻器并联,根据额定电压下灯泡L正常发光可求电源的电压;
(2)当开关S1断开、S2接b,且滑动变阻器滑片P在中点时,灯L与滑动变阻器最大阻值的一半串联,电压表测R两端的电压,根据P=求出灯泡的电阻,根据串联电路的电压特点求出变阻器两端的电压,根据欧姆定律表示出电路中的电流,根据串联电路的电流特点建立等式即可求出滑动变阻器的最大阻值;
(3)当开关S1断开、S2接b,且滑动变阻器滑片P在最右端时,灯泡与滑动变阻器的最大阻值串联,根据电阻的串联和欧姆定律表示出电路中的电流,根据P=I2R求出灯泡的实际功率.
点评:本题考查了并联电路和串联电路的特点以及欧姆定律、电功率公式的灵活应用,关键是开关闭合、断开时电路串并联的辨别和电表所测电路元件的判断,同时要注意灯泡正常发光时的功率和额定功率相等.