在图*所示的电路中,已知电源为电压可调的直流学生电源,R0是定值电阻,灯泡L1的额定电压为8V,图乙是灯泡L2...
问题详情:
在图*所示的电路中,已知电源为电压可调的直流学生电源,R0是定值电阻,灯泡L1的额定电压为8V,图乙是灯泡L2的U﹣I图象.
(1)当开关S接a时,电压表示数为1.0V,电流表示数为0.25A,求R0的阻值;
(2)当开关S接a时,调节电源电压,使灯泡L,正常发光,此时R0消耗的功率为1W,求灯泡L1的额定功率;
(3)开关S接b时,通过调节电源电压使灯泡L1正常发光,1min该电路消耗电能是多少?
【回答】
4Ω 4W 360J
【分析】
(1)当开关S接a时,R0与L1串联,电压表测R0两端的电压,电流表测电路中的电流,根据欧姆定律求出R0的阻值;
(2)当开关S接a时,由灯泡正常发光可知其两端的电压和额定电压相等,根据P=I2R表示出R0的电功率即可求出电路中的电流,根据P=UI求出灯泡L1的额定功率;
(3)开关S接b时,两灯泡串联,由灯泡L1正常发光可知电路中的电流,由图乙可知L2两端的电压,根据串联电路的电压特点可知电源的电压,根据W=UIt可知1min该电路消耗的电能。
【详解】
解:
(1)当开关S接a时,R0与L1串联,电压表测R0两端的电压,电流表测电路中的电流,
由I=可得,R0的阻值:
R0==4Ω;
(2)当开关S接a时,由P=I2R可得,此时电路中的电流:
I==0.5A,
因灯泡正常发光时的电压UL1=8V,所以,灯泡L1的额定功率:
PL1=UL1I=8V×0.5A=4W;
(3)开关S接b时,两灯泡串联,由L1正常发光可知,电路中的电流为0.5A,由乙图知L2两端的电压为4V,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,电路1min时间消耗的电能:
W=UIt=(8V+4V)×0.5A×60s=360J.
答:
(1)R0的阻值为4Ω;
(2)灯泡L1的额定功率为4W;
(3)开关S接b时,通过调节电源电压使灯泡L1正常发光,1min该电路消耗电能是360J.
【点睛】
本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式、电功公式的灵活应用,关键是知道灯泡正常发光时的电压和额定电压相等.
知识点:欧姆定律
题型:计算题
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