题目内容
【题目】如图所示,电源电压一定。已知灯泡L标有“6V,7.2W”字样(灯泡电阻不受温度影响),R=10Ω,滑动变阻器R0的最大阻值为40Ω.开关S、S1闭合后,滑动变阻器R0的滑动端P在a端时,灯泡L正常发光。
(1)求灯泡L的电阻阻值;
(2)求电源的电压;
(3)在S闭合的情况下,通过对S1、S2的控制和调节滑动变阻器R0,可使整个电路所消耗的总功率最小,请求出电路总功率的最小值;
(4)在S闭合的情况下,通过对S1、S2的控制和调节滑动变阻器R0,可使整个电路所消耗的总功率最大,请求出电路总功率的最大值
【答案】(1)5Ω(2)6V(3)0.72W(4)10.8W
【解析】
(1)设灯泡电阻为R灯,由P=可知灯泡L的电阻值是:R灯==5.0Ω;
(2)当S、S1闭合,且滑片P在a端时,电路为L的简单电路,灯正常发光,说明电源电压和灯泡的额定电压相同,则电源电压是:U=6V;
(3)电源电压一定,要使电路总功率最小,电路总电流最小,即电路总电阻最大,需要将两个较大的电阻串联,因为电阻R的阻值大于灯泡L的电阻,所以S、S2 闭合,S1断开,滑动变阻器调节到b端时,此时滑动变阻器R0的最大值与电阻R串联,
则电路总功率的最小值是:P最小=;
(4)电源电压一定,要使电路总功率最大,电路总电流最大,电路总电阻最小,需要将两个电阻并联,
所以S、S1、S2均闭合,滑动变阻器调节到a端,此时灯泡L与电阻R并联,
则电路总功率的最大值是:P最大=PR+P灯额==10.8W。
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