如图*所示,电源电压恒为18V,灯泡L上标有“10V5W”字样,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~15...
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如图*所示,电源电压恒为18V,灯泡L上标有“10V 5W”字样,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~15V,滑动变阻器R的最大阻值为200Ω,当只闭合S和S1,移动滑动变阻器的滑片P时,它两端的电压与其接入电路的电阻关系如图乙所示.当滑动变阻器接入电路的阻值由R1增大到4R1时,定值电阻R0的电功率变化了5.4W,求:
(1)灯泡L正常发光时通过的电流.
(2)只闭合S和S2,且滑动变阻器的滑片P置于中点位置时,灯泡的实际功率;
(3)只闭合S和S1,在保*电路安全的情况下,当电阻R0消耗电功率最小时,滑动变阻器R消耗的电功率.
【回答】
(1)0.5A (2)0.45W (3) 2.25W
【详解】
(1)灯泡L正常发光时通过的电流:
;
灯泡的电阻:
(2) 只闭合S和S2,且滑动变阻器的滑片P置于中点位置时,灯泡与滑动变阻器组成串联电路,滑动变阻器的阻值为100Ω,电路中的总电阻R总=100Ω+20Ω=120Ω
此时通过灯泡的电流
灯泡的实际功率
(3) 只闭合S和S1,定值电阻R0与滑动变阻器串联,电压表测量滑动变阻器两端的电压,
当滑动变阻器两端电压为U1时,电路中的电流为,总电阻为R1+R0,可得;
当滑动变阻器两端电压为2U1时,电路中的电流为,总电阻为4R1+R0,可得
故
即
解得:
R1=
当滑动变阻器接入电路的阻值由R1增大到4R1时,定值电阻R0的电功率变化了5.4W由可得
解得
R0=20Ω
电压表量程为0~15V,当电压表的示数为15V时,滑动变阻器两端电压最大,R0两端的电压最小,此时
定值电阻两端的电压:
U0=U-U1=18V-15V=3V,
电路中的电流
<0.6A,
不会烧坏电流表,可以保*电路安全;
滑动变阻器R消耗的电功率
PR=U2I0=15V×0.15A=2.25W.
答;灯泡L正常发光时通过的电流为0.5A;
只闭合S和S2,且滑动变阻器的滑片P置于中点位置时,灯泡的实际功率为0.45W;
只闭合S和S1,在保*电路安全的情况下,当电阻R0消耗电功率最小时,滑动变阻器R消耗的电功率为2.25W.
知识点:电功率
题型:计算题
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