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在综合实践活动课上,小明设计了如图所示的模拟调光灯电路,此电路中电源电压不变,灯泡L标有“6 V 3 W”字样,定值电阻R1的阻值为6 Ω。将滑动变阻器R2的滑片P置于最右端,闭合开关,电压表和电流表示数分别为6 V和0.3 A;移动滑片P至某一位置,电压表和电流表示数分别为1 V和0.5 A。
(1)灯泡L正常发光时的电阻多大?
(2)滑动变阻器R2的滑片P在最右端时,闭合开关,灯泡L的实际功率多大?
(3)为使灯泡安全工作,R2的滑片能自由滑动,且滑片P滑到某一端时灯泡能正常发光,应采取怎样的保护措施?请具体说明。
【回答】
解:(1)灯泡正常发光时的电阻RL===12 Ω
(2)P在某一位置时,U2=1 V,I=0.5 A,而灯泡正常发光时的电流为0.5 A,所以此时灯泡正常发光,UL=6 V
电阻R1两端的电压U1=IR1=0.5 A×6 Ω=3 V
电源电压U=UL+U1+U2=6 V+3 V+1 V=10 V
当P在最右端时,U′2=6 V,I′=0.3 A
电阻R1两端的电压U′1=I′R1=0.3 A×6 Ω=1.8 V
灯泡两端的实际电压U′L=U-U′1-U′2=10 V-1.8 V-6 V=2.2 V
灯泡L的实际功率P′L=U′LI′=2.2 V×0.3 A=0.66 W
(3)根据题意,滑片P滑至最左端时,灯泡正常发光,此时电路中总电阻R==20 Ω
所以,需要在电路中再串联一个定值电阻R′,R′=R-RL-R1=20 Ω-12Ω-6 Ω=2 Ω
知识点:电功率
题型:计算题
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