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如图*所示,电源电压保持12V不变,R0为定值电阻,电压表量程为0~15V,电流表量程为0~0.6A。第一次只闭合开关S、S1,将滑片P从B端移动到A端,第二次只闭合开关S、S2,将滑片P从B端逐步向A端移动,直至白炽灯L正常发光。根据实验过程中测量的数据,绘制电流表与电压表示数的关系图像如图乙所示。求:
(1)滑动变阻器两端AB间的电阻值;
(2)在闭合开关S、S2时,白炽灯L正常工作1min消耗的电能是多少?
(3)在整个过程中且电路安全条件下,R0功率的变化范围。
【回答】
(1)20Ω;(2)180J;(3)0.9W~2.5W
【解析】(1)只闭合开关S、S1,灯泡L短路,定值电阻R0与滑动变阻器R的最大阻值串联,电路电流不变,将滑片P从B端移动到A端时,电压表测滑动变阻器R两端电压,由图乙可知此时电路电流为0.4A,滑动变阻器接入阻值最大时,两端电压最大为8V,由可得滑动变阻器两端AB间的电阻值
(2)根据串联分压由(1)可知,定值电阻R0两端电压
由可得定值电阻R0的阻值
只闭合开关S、S2时,灯泡L、定值电阻R滑动变阻器R串联,电压表测滑动变阻器R两端电压,滑片P在A端时,白炽灯L正常发光。由图乙可知此时电路电流为0.5A,电压表示数即滑动变阻器R两端电压为1V,根据可得定值电阻R0两端电压
根据串联分压可得灯泡正常发光时两端电压
则白炽灯L正常工作1min消耗的电能
(3)在整个过程中且电路安全条件下,由图乙可知通过定值电阻R0的最大电流、最小电流分别为0.5A、0.3A,则R0功率的最大值和最小值分别为
即R0功率的变化范围是0.9W~2.5W。
知识点:电功率单元测试
题型:计算题
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