(2013?沈阳一模)如图所示,电源电压U保持不变,滑动变阻器R2的最大阻值为50Ω.当S闭合、S1断开,P在b

kuaidi.ping-jia.net  作者:佚名   更新日期:2024-06-28
(9分)如下图所示,电源电压U保持不变,滑动变阻器R 2 的最大阻值为50 Ω.当S闭合,S 1 断开,P在b端时

:(1)灯泡电阻 =10Ω.灯泡两端的电压 =2V,电源电压U=U L +IR 2 最大 =2V+0.2A×50Ω=12V,(2)流过灯泡的电流 =1.2A,流过电阻R 1 的电流I 1 =I′-I L =1.5A-1.2A=0.3A,电阻R 1 的阻值 =40Ω.(3)根据 可知,灯泡与滑动变阻器的最大阻值串联时电路中的电阻最大,电路消耗的总功率最小;灯泡与R 1 并联时电路中的总电阻最小,电路消耗的总功率最大.点评:本题考查了求电阻、求电压的问题,分析电路、明确各电路元件的连接方式,灵活应用串并联电路的特点、欧姆定律及功率公式的变形公式是正确解题的关键.

(1)∵P=UI,I=UR,∴灯泡电阻RL=PLI2=0.4W(0.2A)2=10Ω,灯泡两端的电压UL=PLI=0.4W0.2A=2V,电源电压U=UL+IR2最大=2V+0.2A×50Ω=12V;(2)流过灯泡的电流IL=URL=12V10Ω=1.2A,流过电阻R1的电流I1=I′-IL=1.5A-1.2A=0.3A,∵I=UR,∴电阻R1的阻值R1=UI1=12V0.3A=40Ω;(3)电路消耗的最大功率:P最大=UI′=12V×1.5A=18W;电路消耗的最小功率:P最小=UI=12V×0.2A=2.4W.答:(1)灯L的电阻RL和电源电压分别为10Ω和12V;(2)电阻R1的阻值为40Ω.(3)整个电路消耗的最大功率和最小功率分别为18W和2.4W.

(1)∵P=I2R,
∴灯泡电阻RL=
PL
I2
=
0.4W
(0.2A)2
=10Ω,
∵P=UI,
∴灯泡两端的电压UL=
PL
I
=
0.4W
0.2A
=2V,
∵I=
U
R

∴滑动变阻器两端电压U2=IR2最大=0.2A×50Ω=10V,
电源电压U=UL+U2=2V+10V=12V;
(2)当S、S1均闭合,P在a端时,
流过灯泡的电流IL=
U
RL
=
12V
10Ω
=1.2A,
流过电阻R1的电流I1=I′-IL=1.5A-1.2A=0.3A,
∵I=
U
R

∴电阻R1的阻值R1=
U
I1
=
12V
0.3A
=40Ω,
(3)当S、S1均闭合,P在a端时,灯两端电压等于电源电压12V,
灯的实际功率PL实=
U2
RL
=
(12V)2
10Ω
=14.4W;
灯在t=4min=240s内消耗的电能:
W=PL实t=14.4W×240s=3456J;
答:(1)灯L的电阻是10Ω,电源电压是12V; 
(2)电阻R1的阻值是40Ω;
(3)当S、S1均闭合,P在a端时,灯泡L的实际功率为14.4W,灯4min消耗的电能为3456J.

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