题目内容
【题目】如左图所示电路,电源电压可调,小灯泡标有“6V 0.5A”字样,小灯泡的I-U图像如右图所示。电流表量程为0~0.6A,电压表的量程为0~15V,滑动变阻器R1的规格为“50Ω 1A”。
(1)电源电压调至6V,只闭合开关S、S1,调节滑动变阻器使小灯泡正常发光,电流表示数为0.6A,求电压表的示数和R2的阻值;
(2)电源电压调至18V,只闭合开关S,为保证电路安全,求滑动变阻器的取值范围;
(3)电源电压调至15V,闭合开关S、S1、S2,调节滑动变阻器使电流表达到最大值,求小灯泡的电功率和整个电路消耗的最大功率。
【答案】(1)0,60Ω;(2)24Ω~50Ω;(3)0,9W
【解析】
(1)闭合S、S1,灯L正常发光 ,U灯=6V ,电压表测滑动变阻器电压。
滑动变阻器的电压为
U滑=U总-UL=6V-6V=0
L与R2并联,所以R2中的电流为
I2=I-IL=0.6A-0.5A=0.1A
R2的阻值为
(2)只闭合S时,R1与L串联,U总2=18V
当电流最大时,R1阻值最小,为保证电路安全,IL最大为0.5A,电流表最大为0.6A,取IL=0.5A,UL=6v,所以滑动变阻器的电压为
U滑2=U总2-UL=18V-6V=12V
滑动变阻器R1的阻值最小为
当电压表示数最大时,R1阻值最大,U’1=15V,所以灯泡的电压为
U’L=U’总-U’1=18V-15V=3V
如图乙可知,此时灯泡的电流为I’=0.3A,所以滑动变阻器电阻的最大值为
所以滑动变阻器取值范围为24Ω~50Ω。
(3)S、S1、S2都闭合,灯L短路,所以P灯=0;R1、R2并联,电流最大为I=0.6A,所以最大功率为
答:(1) 电压表的示数为0,R2的阻值为60Ω;
(2) 滑动变阻器的取值范围为24Ω~50Ω;
(3) 小灯泡的电功率为0,整个电路消耗的最大功率为9W。
【题目】在“探究电流与电阻的关系实验”中电源电压恒为6V,3个定电阻R1(5Ω),R2(10Ω),R3(20Ω),滑动变阻器标有“30Ω 1A“字样:
(1)设计并正确连接如图甲的电路,把定值电阻R1接入图甲中的A、B两点之间,将滑动变阻器的滑片移到最右端,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,由图乙可知,调节后电压表的示数为_________V;
(2)用R2直接替换R1,如果保持滑动变阻器滑片的位置不变,闭合开关,电压表示数将_________ (选填“变大”、“变小”或“不变”)。这时,需要将滑动变阻器滑片______,直到电压表示数达到要求的值。在使用定值电阻R1和R2进行实验过程中,读取电流表示数时,滑动变阻器消耗的电功率之比是_________;
(3)使用R3进行实验时,发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片,都不能使R2两端的电压为2V。为使R3两端的电压仍然为2V,你可以更换最大阻值更_________ (选填“大”或“小”)的滑动变阻器或者换用电源电压更_________(选填“大”或“小”)的电源;
小明按照如图丙所示的电路图连接好电路,测量一只额定电压为2.5V的灯泡的电功率,可选用滑动变阻器的规格“1.5A 50Ω”和“2.0A 20Ω”,实验数据和现象如表:
实验次数 | 电压表示数/V | 电流表示数/A | 灯泡亮度 |
1 | 1 | 0.2 | 较暗 |
2 | 2.5 | 正常发光 | |
3 | 6 | 0 | 不发光 |
(4)第3次实验电流表示数为零是因为_________ ,上面实验中他选用的滑动变阻器规格为_________;
(5)由于小明粗心大意,没有记录灯泡正常发光时电流表的示数,于是他根据第一次实验数据计算出灯泡电阻5Ω,再计算出灯泡两端电压为2.5V时的功率1.25W。而同组小华认为灯泡的额定功率应小于1.25W,作出这样判断的依据是_________。