如图,同学们在探究电子磅秤的工作原理时,设计了图(甲)所示的电路,主要部件是电流表A和压力传感器R(电阻值随受到的压力大小发生变化),压力传感器的电阻值R与所受到的压力F的关系图(乙)所示.电源电压为12V,小灯泡L标有“6V,3W”的字样.假设秤盘质量忽略不计,且小灯泡电阻不变.求:
(1)小灯泡L正常发光时的电阻是多大?
(2)秤盘上不放重物(即F=O)时,压力传感器的电阻值R=______Ω.此时电流表的读数是多少?(小数点后保留两位)
(3)当秤盘上放重为20N的重物时,小灯泡的实际功率是多少?
网友回答
解:(1)灯泡正常发光时的电压为6V,功率为3W,
根据P=可得,灯泡的电阻:
RL===12Ω;
(2)由乙图可知,当秤盘上不放重物时,压力传感器的电阻值R=30Ω,
∵串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
∴根据欧姆定律可得,电流表的示数:
I==≈0.29A;
(3)由乙图可知,当秤盘上放重为20N的重物时,压力传感器的电阻值R=18Ω,
此时电路中的电流:
I′===0.4A,
灯泡的实际功率:
PL实=(I′)2RL=(0.4A)2×12Ω=1.92W.
答:(1)小灯泡L正常发光时的电阻是12Ω;
(2)秤盘上不放重物(即F=O)时,压力传感器的电阻值为30Ω,电流表的读数约为0.29A;
(3)当秤盘上放重为20N的重物时,小灯泡的实际功率是1.92W.
解析分析:(1)灯泡正常发光时的功率和额定功率相等,根据P=求出小灯泡L正常发光时的电阻;
(2)由图乙可知,秤盘上不放重物时压力传感器的电阻,利用电阻的串联特点和欧姆定律求出电流表的读数;
(3)由图乙可知当秤盘上放重为20N的重物时压力传感器的电阻,利用电阻的串联和欧姆定律求出此时电路中的电流,利用P=I2R求出灯泡的实际功率.
点评:本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用,关键是根据图象读出不同重物时压力传感器的电阻.