(2005?永州)如图所示电路中,电源电压不变,灯泡L的规格是“6V,3W”,R2阻值变化范围是0~40Ω,当开

kuaidi.ping-jia.net  作者:佚名   更新日期:2024-06-22
如图所示,电源电压恒为9V,小灯泡L标有“6V 3W”字样,滑动变阻器R1的阻值变化范围为0~20Ω,电阻R2的阻

(1)L 正常发光时 I=3除以6=0.5A
U滑=9-6=3V
所以R滑=3除以0.5=6Ω
(2)I1=9除以20=0.45A
I2=9除以30=0.3A
I总=0.45+0.3=0.75A

Q=W=UIt=9乘0.3乘60=162J
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当S1、S2都断开时,滑片p处于中点,灯泡E恰好正常发光,这时有
灯中电流 I=U总/ (R灯+0.5*R2) ,且 R灯=U灯^2 / P灯=6^2 / 3=12欧
I=U灯/ R灯=6 / 12=0.5安
所以 0.5=U总 / (12+0.5*R2)=U总 / (12+0.5*24)
得 U总=12伏特

当S1、S2都闭合时,滑片p滑至b端时,R2全部与R1并联,灯被短路不起作用,这时电路总电阻是 R=R1*R2 / (R1+R2)
电流表中的电流 IA=U总 / R=U总*(R1+R2) / (R1*R2)
即 1.5=12*(R1+24)/ (R1*24)
得 R1=12欧

(1)当开关S1、S2都闭合,滑片P位于最左端a时,R1与L并联,电流表测电路中的电流,
∵并联电路中各支路两端的电压相等,且灯泡正常发光,
∴电源的电压U=UL=6V;
(2)根据P=UI可得,通过灯泡的电流:
IL=
PL
UL
=
3W
6V
=0.5A,
∵并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
∴通过R1的电流:
I1=I-IL=0.8A-0.5A=0.3A,
根据欧姆定律可得:
R1=
U
I1
=
6V
0.3A
=20Ω;
(3)当开关S1闭合、S2断开时,R1与滑动变阻器串联,滑动变阻器接入电路中的电阻最大时整个电路消耗的电功率最小,
∵串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
∴电路中的电流:
I′=
U
R1+R2
=
6V
20Ω+40Ω
=0.1A,
此时滑动变阻器消耗的电功率:
P2=(I′)2×R2=(0.1A)2×40Ω=0.4W.
答:(1)电源电压是6V;
(2)R1 的电阻值是20Ω;
(3)当开关S1闭合、S2断开,整个电路消耗的电功率最小时,滑动变阻器消耗的电功率是0.4W.

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