超导限流器是一种短路故障电流限制装置,它由超导部件和限流电阻并联组成,原理如图甲中虚线框内所示.超导部件的电阻R1随电流I变化关系如图乙所示.已知限流电阻R2=15Ω,灯泡L上标有“6V 3W”字样.
(1)为使灯泡能正常工作,电源电压U=V;
(2)灯泡短路时,电流表的示数是A;
(3)当电源电压取(1)中数值时,为使超导限流器能正常控制电路,灯泡L的电阻取值范围是. 物理
网友回答
【答案】 (1)灯泡正常工作时的电流:
I=PU=3W6V=0.5A<0.6A,
所以此时超导部件的电阻为0,限流电阻被短路,故电源电压全部作用在灯泡两端,即电源的电压为6V.
(2)当灯泡短路时,电路中的电流超过0.6A,由乙图可知R1=7.5Ω;
由电路图可知R1、R2并联,
所以电流表的示数为I′=UR1+UR2=6V7.5Ω+6V15Ω=1.2A.
(3)超导限流器能正常控制电路,则电路中的最大电流为0.6A,
灯泡的最小电阻RL=UI最大=6V0.6A=10Ω,
故灯泡的电阻应大于等于10Ω(或不小于10Ω).
故答案为:(1)6;(2)1.2;(3)大于等于10Ω(或不小于10Ω).
【问题解析】
由题意知,当电流不超过小于0.6A时,超导限流器自动短路不工作,当电路中的电流大于0.6A超导限流器工作.(1)由灯泡的铭牌可求灯泡正常工作时的电流,再结合题意判断此时超导限流器是否工作,从而判断电源的电压;(2)灯泡短路时,电路中的电流超过0.6A,由乙图可知R1的阻值,此时R1、R2并联,电流表测干路电流,根据欧姆定律和并联电路的电流特点求出电流表的示数;(3)为使超导限流器能正常控制电路,则电路中的最大电流为0.6A,根据欧姆定律求出电路灯泡的最小电阻. 名师点评 本题考点 欧姆定律的应用.
【本题考点】
欧姆定律的应用.