题目内容
在图16所示电路中,电源电压6V恒定,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V,灯L1和L2的规格分别为“6V 1.8W”和“6V 1.2W”,滑动变阻器R的规格为“50Ω 1.5A”,不计温度对灯丝电阻的影响。求:
(1)滑动变阻器的滑片P放在a端时,闭合开关S1、S2、S3后,电压表和电流表的读数是多少?
(2)若两灯中只允许一盏灯工作,且要求电路元件安全使用,在滑片移动过程中,整个电路至少消耗多少电功率?
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解答:(1)(共4分)由题意知L1、L2的阻值R1、R2分别为:
……(2分)
当P放在最左端时,滑动变阻器连入电路的阻值为0,电压表被短路,示数为0;L1、L2并联,电流表测量干路电流.读数
.……(2分)
(2)(共7分)只有一盏灯接入电路时,应是L1或L2与滑动变阻器串联,电路的总功率决定于电源电压和电流(电流表的示数)。电路中的总电阻
,电路中的电流等于
<0.6A<1.5A,电流表、滑动变阻器始终安全。……(1分)
加在滑动变阻器两端的电压
,若电压表安全,有
。……(1分)
当只L1接入时,R滑<=20Ω,此时电路中最小总功率为:P=U2/(R1+R滑)=0.9W;……(2分)
当只L2接入时,R滑<=30Ω,此时电路中最小总功率为:P=U2/(R2+R滑)=0.6W;……(2分)
∴电路中最小的功率为0.6W……(1分)
小金、小丽在进行“测定小灯泡电功率”的实验时,设计的实验电路图如图18(甲)所示,电源电压恒为3V。
(1)小金实验时使用的小灯泡的额定电压为2.5V。
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①根据电路图连接好电路后,闭合开关,发现小灯泡比较暗,移动滑动变阻器的金属滑片,小灯泡的亮度不变。如果实验中所用的滑动变
阻器如图18(乙)所示,则造成上述现象的原因是将滑动变阻器的 (用字母表示)两接线柱接入到电路。
②正确连接后,小金通过实验得到数据如下表,请分析数据并回答:
小灯泡的额定功率为 W。依据表中的数据,可知滑动变阻器的最大阻值至少是 Ω。
实验序号 | 1 | 2 | 5 | 6 |
小灯泡两端的电压U/V | 0.5 | 1.5 | 2.5 | 2.8 |
通过小灯泡的电流I/A | 0.1 | 0.14 | 0.20 | 0.22 |
小灯泡的发光亮度 | 不发光 | 较暗 | 正常发光 | 很亮 |
(2)小丽使用的小灯泡的额定电压为2V。她根据电路图正确连接电路后,调节滑动变阻器滑片过程中,小灯泡的灯丝突然烧断了,她立即观察电压表和电流表的示数,其示数分别为: V、 A。
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