题目内容

【题目】如图甲所示,电源电压恒为18V,灯泡L上标有“10V 5W”字样,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~15V,滑动变阻器R的最大阻值为200Ω,当只闭合SS1,移动滑动变阻器的滑片P时,它两端的电压与其接入电路的电阻关系如图乙所示。当滑动变阻器接入电路的阻值由R1增大到4R1时,定值电阻R0的电功率变化了5.4W,求:

1)灯泡L正常发光时通过的电流。

2)只闭合SS2,且滑动变阻器的滑片P置于中点位置时,灯泡的实际功率;

3)只闭合SS1,在保证电路安全的情况下,当电阻R0消耗电功率最小时,滑动变阻器R消耗的电功率。

【答案】(10.5A 20.45W 32.25W

【解析】试题分析:(1)灯泡L正常发光时通过的电流;

灯泡的电阻:

2) 只闭合SS2,且滑动变阻器的滑片P置于中点位置时,灯泡与滑动变阻器组成串联电路,滑动变阻器的阻值为100Ω,电路中的总电阻R=100Ω+20Ω=120Ω

此时通过灯泡的电流

灯泡的实际功率

3) 只闭合SS1,定值电阻R0与滑动变阻器串联,电压表测量滑动变阻器两端的电压,

当滑动变阻器两端电压为U1时,电路中的电流为,总电阻为R1+R0,可得;

当滑动变阻器两端电压为2U1时,电路中的电流为,总电阻为4R1+R0,可得

解得R1=

当滑动变阻器接入电路的阻值由R1增大到4R1时,定值电阻R0的电功率变化了5.4W可得

解得R0=20Ω

电压表量程为0~15V,当电压表的示数为15V时,滑动变阻器两端电压最大,R0两端的电压最小,此时

定值电阻两端的电压:U0=U-U1=18V-15V=3V

电路中的电流0.6A,不会烧坏电流表,可以保证电路安全;

滑动变阻器R消耗的电功率PR=U2I0=15V×0.15A=2.25W.

;灯泡L正常发光时通过的电流为0.5A

只闭合SS2,且滑动变阻器的滑片P置于中点位置时,灯泡的实际功率为0.45W

只闭合SS1,在保证电路安全的情况下,当电阻R0消耗电功率最小时,滑动变阻器R消耗的电功率为2.25W

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