题目内容
【题目】在综合实践活动课上,小明设计了一个如图所示的调光灯电路.已知电源电压不变,灯泡L标有“6V 3W”字样,定值电阻R1的阻值为6Ω.闭合开关,将滑动变阻R2的滑片P从最右端逐渐滑至最左端,记下多组对应的电压表和电流表示数,描绘出的I﹣U图线如图乙所示.求:
(1)灯泡L正常发光时的电流和电阻;
(2)电源电压;
(3)滑动变阻器R2的滑片P在最右端时,灯泡L的实际功率.
【答案】(1)灯泡L正常发光时的电流为0.5A,电阻为12Ω;
(2)电源电压为9V;
(3)滑动变阻器R2的滑片P在最右端时,灯泡L的实际功率为0.36W
【解析】试题分析:由电路图可知,灯泡L、定值电阻R1、滑动变阻器R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流.
(1)灯泡正常发光时的电压和额定电压相等,根据P=UI求出灯泡L正常发光时的电流,再根据欧姆定律求出灯泡正常发光时的电阻;
(2)由图乙可知,当电压表的示数为零时,电流表的示数和灯泡的额定电流相等,此时变阻器接入电路中的电阻为零,根据欧姆定律求出R1两端的电压,根据串联电路的电压特点求出电源的电压;
(3)滑动变阻器R2的滑片P在最右端时,接入电路中的电阻最大,电路中的电流最小,根据图乙可知电路中的最小电压和电压表的示数,根据欧姆定律求出R1两端的电压,根据串联电路的电压特点求出灯泡两端的电压,根据P=UI求出灯泡L的实际功率.
解:由电路图可知,灯泡L、定值电阻R1、滑动变阻器R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流.
(1)由P=UI可得,灯泡L正常发光时的电流:
IL==
=0.5A,
由I=可得,灯泡正常发光时的电阻:
RL==
=12Ω;
(2)由图乙可知,当电压表的示数为零时,电流表的示数I=0.5A和灯泡的额定电流相等,
此时滑动变阻器接入电路中的电阻为零,灯泡两端的电压UL=6V,
此时R1两端的电压:
U1=IR1=0.5A×6Ω=3V,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,电源的电压:
U=UL+U1=6V+3V=9V;
(3)滑动变阻器R2的滑片P在最右端时,接入电路中的电阻最大,电路中的电流最小,
由图乙可知,电路中的最小电压I小=0.3A,电压表的示数U2=6V,
R1两端的电压:
U1′=I小R1=0.3A×6Ω=1.8V,
灯泡两端的电压:
UL′=U﹣U1′+U2=9V﹣1.8V﹣6V=1.2V,
灯泡L的实际功率:
PL′=UL′I小=1.2V×0.3A=0.36W.
答:(1)灯泡L正常发光时的电流为0.5A,电阻为12Ω;
(2)电源电压为9V;
(3)滑动变阻器R2的滑片P在最右端时,灯泡L的实际功率为0.36W.
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