在如图所示电路中,电源电压为8V,且保持不变,滑动变阻器R1的阻值范围是0~20Ω,R2=40Ω,灯泡L标有“6V??3W”字样.(1)闭合开关S、S1和S2,整个电

发布时间:2020-07-29 00:19:59

在如图所示电路中,电源电压为8V,且保持不变,滑动变阻器R1的阻值范围是0~20Ω,R2=40Ω,灯泡L标有“6V??3W”字样.
(1)闭合开关S、S1和S2,整个电路消耗的最小电功率为多少?
(2)断开开关S、S1和S2,在CD间加接一个量程为0~3V的电压表,再闭合S.且灯泡的功率不得超过额定功率.求滑动变阻器的滑片P只能在阻值多大的范围内滑动?

网友回答

解:(1)闭合开关S、S1和S2,等效电路图如图:
电阻R2和滑动变阻器并联,
由并联电路电阻特点可得:
电路总电阻R总===,
当R1的阻值最大时,总电阻最小,
即R总==Ω,
根据P=可知:总电阻最大时,电路消耗的电功率最小,
整个电路消耗的最小电功率?????????????????????????????
P小===4.8W
?(2)已知灯泡的额定电压UL=6V,额定功率P=3W,
?灯泡的电阻:
RL===12Ω;
灯泡的额定电流:
I===0.5A
当在CD间接一个量程为0~3V的电压表时 ,等效电路图如图:
∵灯泡的功率不得超过额定功率
∴灯泡正常工作时,滑动变阻器接入电路的电阻值最小
滑动变阻器两端的电压:
U1=U-UL=8V-6V=2V,
滑动变阻器接入电路的阻值为:
R1′===4Ω;
当滑动变阻器两端的电压为U″=3V时,
灯泡两端的电压:
UL″=U-U″=8V-3V=5V,
电路中的电流:
I″===A,
此时滑动变阻器接入电路的电阻值为:
R″===7.2Ω.
答:(1)闭合开关S、S1和S2,整个电路消耗的最小电功率为4.8W;
(2)滑动变阻器的滑片P调节的阻值范围为4Ω≤R1≤7.2Ω.解析分析:(1)当闭合开关S、S1和S2时,电阻R2和滑动变阻器并联;根据并联电路电阻特点可知,并入的电阻越大,总电阻越大,再根据P=可知,当电源电压不变时,总电阻越大、电功率越小;所以当滑动变阻器接入电阻最大时,电路总功率最小.(2)已知灯泡L的规格“6V??3W”,根据R=求出灯泡的电阻,根据欧姆定律求出灯泡的额定电流;由串联电路电流特点和欧姆定律可知,当灯泡正常工作时,滑动变阻器接入电路的电阻值最小,先求出滑动变阻器两端的电压,再根据欧姆定律求出此时滑动变阻器接入电路的最小阻值;当电源的电压不变,滑动变阻器接入电路的阻值增大时,电路中的电流减小,灯泡两端的电压减小,滑动变阻器两端的电压增大,增大到电压表的示数为3V时,滑动变阻器接入电路阻值最大;根据串联电路电压特点求出灯泡两端的电压,根据欧姆定律求出电路中的电流、求出此时滑动变阻器接入电路的最大电阻值,即可找到滑动变阻器的滑片P调节的阻值范围.点评:解决本题的关键:一是串并联电路的识别和串并联电路电压、电流特点的应用,二是根据已知条件找到滑动变阻器调节范围,三是欧姆定律和电功率公式的灵活应用.
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