如图,灯泡标有“25V、125W”字样.当S1闭合S2断开,P滑到a端时,灯泡正常发光.当S1和S2都断开P置于ab中点时,灯泡的实际功率为5W.当S1和S2都闭合,P滑到b端时,电流表A1和A2示数的比值为4:5.求:
(1)电源电压
(2)滑动变阻器的最大阻值
(3)Ro的阻值.
网友回答
解:(1)当S1闭合、S2断开,P滑到a端时,电路为灯泡的简单电路,
∵灯泡正常发光,
∴电源的电压U=UL额=25V;
(2)当S1和S2都断开P置于ab中点时,滑动变阻器与灯泡串联,
根据P=可得:
灯泡的电阻RL===5Ω,
根据P=I2R可得:
此时电路中的电流I===1A,
根据欧姆定律可得:
电路中的总电阻R总===25Ω,
∵串联电路的总电阻等于各分电阻之和,
∴滑动变阻器接入电路的电阻R中=R总-RL=25Ω-5Ω=20Ω,
滑动变阻器的最大阻值为R=2R中=2×20Ω=40Ω;
(3)当S1和S2都闭合,P滑到b端时,滑动变阻器的最大阻值和电阻R0并联,电流表A1测R0支路的电流,A2测干路电流;
∵并联电路各支路两端的电压相等,
∴根据欧姆定律可得I0=,IR=,
∵并联电路中干路电流等于各支路电流之和,且电流表A1和A2示数的比值为4:5,
∴:(+)=4:5,
解得:R0=R=×40Ω=10Ω.
答:(1)电源电压为25V;
(2)滑动变阻器的最大阻值为40Ω;
(3)R0的阻值为10Ω.
解析分析:(1)当S1闭合S2断开,P滑到a端时,电路为灯泡的简单电路,根据额定电压下灯泡正常发光求出电源的电压;(2)当S1和S2都断开P置于ab中点时,滑动变阻器与灯泡串联,先根据P=求出灯泡的电阻,再根据P=I2R求出灯泡的实际功率为5W时电路中的电流,利用欧姆定律求出电路中的总电阻,再利用电阻的串联求出滑动变阻器接入电路的电阻,进一步求出滑动变阻器的最大阻值;(3)当S1和S2都闭合,P滑到b端时,滑动变阻器的最大阻值和电阻R0并联,电流表A1测R0支路的电流,A2测干路电流;根据欧姆定律分别表示出两支路的电流,再根据并联电路的电流特点和电流表示数的关系得出Ro的阻值.
点评:本题考查了串联电路的特点和并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、断开时和滑片的位置时电路连接方式的判断.