小华同学用如图所示的电路进行实验,已知电源电压U=12V,灯泡L标有“6V、3W”字样(不计灯丝电阻随温度的变化),滑动变阻器R0标有“50Ω、1A”字样,电流表量程为0.6A,电压表量程为15V.在实验中,为了确保测量准确,要求电表所测值不小于其量程的.要使测量准确并确保电路安全,求:
(1)灯泡L消耗的最小功率.
(2)滑动变阻器R0的阻值变化范围.
网友回答
解:(1)∵P=,
∴灯泡电阻RL===12Ω,
电流表量程为0.6A,电表测量值不小于其量程的,
电路最小电子流为0.2A,
灯泡的最小功率PL最小=I最小2RL=(0.2A)2×12Ω=0.48W;
(2)∵P=UI,
∴灯泡额定电流I===0.5A,
电流表量程为0.6A,则电路最大电流为I=0.5A,
此时滑动变阻器接入电路的阻值最小,
∵I=,
∴R最小===24Ω,
滑动变阻器接入电路的最小阻值R滑最小=R最小-RL=24Ω-12Ω=12Ω,
此时滑动变阻器两端电压为0.5A×12Ω=6V,大于电压表量程的,符合要求;
电流表量程为0.6A,电表测量值不小于其量程的,
电路最小电子流为0.2A,
此时电路总电阻R===60Ω,
此时滑动变阻器接入电路的阻值最大,
为60Ω-12Ω=48Ω,
则滑动变阻器接入电路的阻值范围是12Ω~48Ω;
答:(1)灯泡L消耗的最小功率为0.48W.
(2)滑动变阻器R0的阻值变化范围是12Ω~48Ω.
解析分析:(1)由电功率的变形公式求出灯泡电阻;根据题意求出电路最小电流,然后由电功率公式求出灯泡的最小功率.
(2)根据电表量程,应用串联电路特点及欧姆定律求出滑动变阻器的阻值变化范围.
点评:本题是一道电学综合计算题,分析清楚电路结构、应用串联电路特点、欧姆定律、电功率公式及其变形公式即可正确解题.