在如图所示的电路中,电源两端的电压保持不变,滑动变阻器的最大电阻Rab=12Ω,当开关S1闭合,S2断开,滑片P滑到b端时,电压表的示数为U1,灯L消耗的功率是其额定

发布时间:2020-07-29 11:44:01

在如图所示的电路中,电源两端的电压保持不变,滑动变阻器的最大电阻Rab=12Ω,当开关S1闭合,S2断开,滑片P滑到b端时,电压表的示数为U1,灯L消耗的功率是其额定功率的;当开关S1、S2同时闭合,滑片P滑到a端时,电流表的示数为2A,此时电阻R0的电功率为12W,电压表的示数为U2,且U2:U1=2:1,求:
(1)当开关S1、S2同时闭合,滑片P滑到a端时,电压表的示数;
(2)灯L的额定功率.

网友回答

解:当开关S1闭合,S2断开,滑片P滑到b端时,等效电路如图甲所示,
当开关S1、S2同时闭合,滑片P滑到a端时,等效电路如图乙所示,

(1)在图乙中,设通过R0的电流为I0,则:
I02R0=12W--------------①
I0R0=U----------------②
Rab(2A-I0)=U--------③
联立以上三个方程后得:U2-24U+144=0,
解得电源电压:U=12V,
由条件U2:U1=2:1,
可得:U1=6V;
(2)在图甲中,设电流表的读数为I1,则有:
U=U1+I1RL---------④
U1=I1Rab=12I1-----⑤
U=U2=2U1---------⑥
由以上三式解得:RL=12Ω,UL=6V,
由题意可得:PL===3W,
代入数据解得:PL=27W.
答:(1)当开关S1、S2同时闭合,滑片P滑到a端时,电压表的示数为12V;
(2)灯L的额定功率27W.
解析分析:先画出两种情况的等效电路图:当开关S1闭合S2断开,滑片P滑到b端时,Rab、L串联如图甲所示;当开关S1、S2同时闭合,滑片P滑到a端时,Rab、R0并联如图乙所示;(1)根据P=I2R表示出图乙中电阻R0的电功率,根据并联电路的电流、电压特点和欧姆定律并结合乙图中电源的电压不变列出等式,联立方程求出电源的电压;再根据甲图和乙图中电压表的示数关系求出图甲中电压表的示数.(2)根据欧姆定律和串联电路的电压特点,以及电压表的示数结合甲图列出方程,解方程得出灯泡的电阻和两端的电压,根据P=求出此时灯泡的实际功率,利用实际功率和额定功率之间的关系求出灯泡的额定功率.

点评:本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率的计算,关键是利用图乙中的已知量列出方程求出电源的电压,难点是滑动变阻器接入电路电阻的判断.
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