如图所示电路,电源电压保持不变.灯L上标有“6V 3W”字样,它的电阻不随温度变化.闭合开关S后,当滑动变阻器的滑片P滑到某一位置M时,电压表的示数为U1,滑动变阻器的功率为P2,灯L与电阻R1的电功率之比为1:2;当滑动变阻器的滑片P滑到另一位置N时,电压表的示数为U1′,滑动变阻器的功率为P2′,且U1=2U1′、.求:滑动变阻器滑片P在M、N之间滑动时滑动变阻器的阻值变化范围.
网友回答
解:(1)由图可见,灯泡L、定值电阻R1和滑动变阻器R2组成串联电路,电压表测量定值电阻R1两端的电压;
(2)灯L上标有“6V 3W”字样,它的电阻不随温度变化,则灯泡L电阻RL===12Ω;
当P滑到M时,灯L和R1串联,通过的电流相等,滑动变阻器R2接入电路阻值为RM,
∴灯L与电阻R1的电功率之比===
∴R1的阻值R1=2RL=2×12Ω=24Ω
电路中的电流I1=,
∴电压表的示数为U1=I1R1
滑动变阻器的功率为P2=I12RM
(3)当P滑到N时,仍然是串联电路,滑动变阻器R2接入电路阻值为RN,
电路中的电流I2=,
∴电压表的示数为U1′=I2R1
滑动变阻器的功率为P2′=I22RN
(4)①∵U1=2U1′
∴I1R1=2I2R1
即:=2×
代入数据得:36+2RM=RN
②∵
∴I12RM=I22RN
即:×RM=××RN
代入相关数据,结合①中结论得RM=6Ω,RN=48Ω.
答:P在M、N之间滑动时滑动变阻器的阻值变化范围是6Ω~48Ω.
P滑到M时,有:U=I1(R灯+R1+RM)①
P滑到N时,有:U=I2(R灯+R1+RN)②
①÷②得:RN-2RM=36ΩRM=6ΩRN=48Ω
答:P在M、N之间滑动时滑动变阻器的阻值变化范围是6Ω-48Ω?.
解析分析:(1)首先判断出电路的连接方式,以及电压表测量的哪一部分电路两端的电压;
(2)根据电路特点,分别用公式表示出电压表示数U、滑动变阻器的功率;
(3)根据前后的变化,求出滑动变阻器的阻值变化范围.
点评:(1)本题难就难在用公式表示电压表示数和滑动变阻器的功率上,要求必须熟练掌握欧姆定律和电功率的计算;
(2)本题的计算过程,用到了数学知识中的解方程,也是容易出错的地方,解题时要特别注意.