现有一个电源电压为10V的电源和一个“12V,12W”的灯泡,灯泡的电流随电压变化关系图象如图所示.(1)把电源和灯泡构成一个闭合电路,求灯泡的电功率;(2)若在(1

发布时间:2020-07-29 06:27:48

现有一个电源电压为10V的电源和一个“12V,12W”的灯泡,灯泡的电流随电压变化关系图象如图所示.
(1)把电源和灯泡构成一个闭合电路,求灯泡的电功率;
(2)若在(1)问的电路中再串联一个规格为“20Ω”的滑动变阻器和量程为0-0.6A的电流表,求滑动变阻器接入电路电阻的最小值;
(3)若把该电源和一个定值电阻R0=10Ω以及上述滑动变阻器构成串联电路,求滑动变阻器R电功率的最大值.

网友回答

解:(1)当把电源和灯泡构成闭合电路时,
灯泡两端的电压UL=U=10V,
由图象可知灯泡中的电流IL=0.9A,
则灯泡的电功率P=ULIL=10V×0.9A=9W;
(2)为保证电路中的电流不超过电流表的量程,电路中的最大电流为0.6A,
由图象可知,此时灯泡两端的电压UL′=4V,
则滑动变阻器两端的电压U′=U-UL′=10V-4V=6V,
故滑动变阻器接入电路电阻的最小值:R′===10Ω;
(3)滑动变阻器的电功率P=I2R=()2R=()2R,
上式可整理为P==,
可知当=R,即R=10Ω时,电功率P取最大值,其最大值Pm=2.5W.
解析分析:(1)构成一个闭合电路时可知灯泡两端的电压,根据电路图可知此时对应的电流,利用P=UI求出灯泡的电功率;(2)由题意可知,灯泡与滑动变阻器串联,为保证电路中的电流不超过电流表的量程确定电路中的最大电流,根据图象读出此时灯泡两端的电压,根据串联电路的电压特点求出滑动变阻器两端的电压,根据欧姆定律求出滑动变阻器接入电路电阻的最小值;(3)由题意可知,定值定值R0和滑动变阻器串联,根据串联电路的电阻特点和欧姆定律求出电路中的电流,根据P=I2R求出滑动变阻器消耗的电功率,根据数学知识可知最大功率时滑动变阻器的阻值.

点评:本题考查了串联电路的特点和欧姆定律,以及电功率的计算,侧重考查了学生的读图能力;关键是公式的灵活运用,难点是利用数学知识求出滑动变阻器消耗最大功率时的电阻值.
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