如图所示,当滑动变阻器R2的滑片滑到a端时,开关S闭合,这时电流表示数为0.75A,标有“6V,3W”的小灯泡正常发光;开关S断开,变阻器划片P滑到b端时,电压表示数为4.5V(电源电压和灯丝电阻都保持不变),试求:
(1)电阻R1的阻值.
(2)滑动变阻器R2的最大阻值.
(3)开关S断开,滑片P在a、b中点时,灯L的实际功率.
(4)开关S断开,在滑动变阻器与灯泡功率相等的情况下,通电5min20s,灯泡产生的热量是多少?
网友回答
解:(1)灯泡电阻RL===12Ω;
通过灯泡的电流IL==0.5A;
由题意知电阻R1两端的电压等于灯泡的额定电压,U1=UL=6V;
?通过电阻R1的电流I1=IA-IL=0.75A-0.5A=0.25A;
所以电阻R1的阻值R1==24Ω.
答:电阻R1的阻值为24Ω.
(2)灯泡两端的电压UL′=6V-4.5V=1.5V;
电路电流I==0.125A;
所以滑动变阻器的最大阻值R2==36Ω;
答:滑动变阻器R2的最大阻值为36Ω.
(3)灯泡的实际功率PL实=()2RL=()2×12Ω=0.48W;
答:灯L的实际功率为0.48W.
(4)开关S断开,灯泡与滑动变阻器串联;在滑动变阻器与灯泡功率相等时,根据公式P=UI可知灯泡与和滑动变阻器两端电压相同;所以灯泡产生的热量为
QL=t==240J.
答:灯泡产生的热量是240J.解析分析:(1)当滑动变阻器R2的滑片滑到a端时,开关S闭合时,灯泡L与电阻R1并联,电流表测量干路电流,灯泡正常发光,灯泡的额定电压等于电源电压;已知灯泡的额定电压和额定功率,根据相应的公式求出灯泡的电阻与灯泡的额定电流,再根据并联电路电流的特点求出通过电阻R1的电流,最后根据欧姆定律求出电阻R1的阻值;(2)开关S断开,变阻器划片P滑到b端时,灯泡L与滑动变阻器串联,电压表测量滑动变阻器两端的电压,根据串联电路电压的特点求出灯泡L两端的电压,根据欧姆定律求出电路电流;进一步求出滑动变阻器的最大阻值;(3)开关S断开,滑片P在a、b中点时,灯泡L与滑动变阻器的一半串联;根据欧姆定律求出电路电流,再利用公式P=I2R求出灯L的实际功率;(4)开关S断开,灯泡与滑动变阻器串联;在滑动变阻器与灯泡功率相等时,根据公式P=UI可知灯泡与和滑动变阻器两端电压的关系,根据公式Q=t求出灯泡产生的热量.点评:本题考查电阻、电流、电压、实际功率、产生热量等的计算,关键是公式及其变形的灵活运用,难点是明白开关断开与闭合、滑片移动过程中电路的变化情况,解题过程中要注意单位的换算.