如图所示电路,电源电压和灯泡L阻值均保持不变,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~15V,灯泡L标有...
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如图所示电路,电源电压和灯泡L阻值均保持不变,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~15V,灯泡L标有“12V 6W”字样,定值电阻R0=18Ω.只闭合开关S、S2,当滑动变阻器滑片P移到中点时,电压表示数为3V;当滑动变阻器滑片P移到最右端时,电压表示数为5V.求:
(1)灯泡L的电阻值;
(2)电源电压;
(3)只闭合S和S1,移动滑动变阻器的滑片P时,若两电表的示数均不超过量程,电路消耗的总功率的范围.
【回答】
【考点】欧姆定律的应用;电功率的计算.
【分析】(1)已知灯泡的额定电压和额定功率,根据R=即可求出灯泡L的电阻值;
(2)只闭合开关S、S2时,灯泡与滑动变阻器串联,根据电压表的示数、串联电路电压规律以及欧米定律的应用表示出电源电压,并求出电源电压值;
(3)只闭合S和S1时,R0与滑动变阻器串联;根据P=UI可知,当电流表示数最大时,电路中的功率最大;当电流表示数最小时,电路中的功率最小;根据电压表的量程和滑动变阻器的阻值确定电路的最小电流,并根据P=UI求出电路消耗功率的范围.
【解答】解:(1)由P=可知,灯泡L的电阻值:RL===24Ω;
(2)只闭合开关S、S2时,灯泡与滑动变阻器串联;
U=3V+RL=3V+×24Ω=3V+×24Ω﹣﹣﹣﹣①
U=5V+RL=5V+×24Ω﹣﹣﹣﹣﹣②
联立①②可得:U=15V;R=12Ω;
(3)只闭合S和S1时,R0与滑动变阻器串联;
当滑动变阻器接入电路的阻值为零时,电路中的电流:I==≈0.83A>0.6A,因此当电流表示数为0.6A时电路消耗的功率最大;
最大功率:P最大=UI最大=15V×0.6A=9W;
因为电源电压为15V,因此电压表示数不会为15V,故当滑动变阻器接入电路的阻值最大时,电路中的电流最小,即最小电流:I===0.5A;
最小功率:P=UI最小=15V×0.5A=7.5W.
答:(1)灯泡L的电阻值为24Ω;
(2)电源电压为15V;
(3)电路消耗的总功率的范围为7.5W~9W.
【点评】本题考查了串联电路的特点以及欧姆定律、电功率公式的灵活应用,关键是开关闭合、断开时电路串并联的辨别,要注意在确保电路安全的情况下电路最大电流的确定.
知识点:电功率
题型:选择题
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