如图甲所示为某小组设计的模拟调光灯电路,选用的电源电压恒为6V,灯泡上标有“3.8V??1.52W”字样,变阻器上标有“20Ω??1A”字样.(1)求灯泡正常发光1m

发布时间:2020-08-08 10:46:41

如图甲所示为某小组设计的模拟调光灯电路,选用的电源电压恒为6V,灯泡上标有“3.8V??1.52W”字样,变阻器上标有“20Ω??1A”字样.
(1)求灯泡正常发光1min消耗的电能;
(2)求灯泡正常发光时变阻器消耗的电功率;
(3)小明在调节灯泡的亮度时,发现灯泡有时会变得很亮甚至烧坏.为了避免出现上述情况,于是他在电路中串联了一个电阻R0,电路如图乙所示.R0的阻值多大比较合适?

网友回答

解:(1)∵PL=1.52W,t=1min=60s,
∴灯泡正常发光1min消耗的电能为:W=PLt=1.52W×60s=91.2J.
(2)∵UL=3.8v,
∴灯泡正常发光时电路中的电流为:I===0.4A,
而电源电压恒为U=6V,
∴滑动变阻器两端的电压为:U变阻器=U-UL=6V-3.8V=2.2V,
则变阻器消耗的电功率为:P变阻器=U变阻器I=2.2V×0.4A=0.88W.
(3)要起保护作用,即不能使灯泡由于滑动变阻器的阻值过小而烧坏,又要使灯泡能正常发光,所以乙图中,当滑动变阻器阻值为0时,电路中的电流为0.4A,小灯泡两端的电压为3.8V为宜.
∴电阻R0两端的电压为:U0=U-UL=6V-3.8V=2.2V,
电阻R0的阻值为:R0===5.5Ω.
答:(1)灯泡正常发光1min消耗的电能为91.2J.
(2)灯泡正常发光时变阻器消耗的电功率为0.88W.
(3)电阻R0的阻值为5.5Ω时比较合适.
解析分析:(1)知道灯泡的额定功率和灯泡正常工作的时间,可利用公式W=Pt计算出灯泡消耗的电能.
(2)从甲图可知,灯泡L与滑动变阻器串联,知道灯泡L的额定电压和额定功率,可利用公式I=计算出灯泡正常发光时电路中的电流,又知道电源电压,可利用串联电路电压的特点计算出滑动变阻器两端的电压,最后再利用公式P=UI计算出变阻器消耗的电功率.
(3)小灯泡的额定电压为3.8V,若滑动变阻器的阻值过小,很可能使小灯泡烧坏,所以要串联电阻来保护电路.即不能使灯泡由于滑动变阻器的阻值过小而烧坏,又要使灯泡能正常发光,所以乙图中,当滑动变阻器阻值为0时,电路中的电流为0.4A,小灯泡两端的电压为3.8V为宜.知道电源电压,可利用串联电路电压的特点计算出电阻R0两端的电压,再利用公式R=计算出电阻R0的阻值.

点评:此题主要考查了有关欧姆定律的应用及有关电功率的计算.解决此类题目的关键是注意用电器的规格型号,能够从规格中获取有用的信息.如额定电压、额定功率、额定电流值.
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