题目内容
13.分析 (1)当闭合开关S、S1,滑片P在最左端时,滑动变阻器与灯泡L1串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$表示出此时灯泡L1的功率以及额定功率之比即可求出L1两端的电压,根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出滑动变阻器最大阻值与L1的关系,根据串联电路的电压特点求出电源的电压;
(2)当闭合开关S、S2,P在中点时,灯泡L2与变阻器最大阻值的一半串联,电压表测变阻器两端的电压,根据串联电路的电压特点求出L2两端的电压,根据串联电路的电流特点求出L2与滑动变阻器最大阻值的关系;
(3)将L1和L2串联后接在该电源上时,根据欧姆定律求出电路中的总电阻,根据滑动变阻器的最大阻值与L1、L2的阻值关系得出滑动变阻器的最大阻值,进一步求出L1的电阻,利用P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出L1的额定功率.
解答 解:(1)设滑动变阻器的最大阻值为R,
当闭合开关S、S1,滑片P在最左端时,滑动变阻器与灯泡L1串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,
因L1此时的实际功率是额定功率的$\frac{1}{4}$,
所以,由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得:
$\frac{{P}_{1实}}{{P}_{1额}}$=$\frac{\frac{{{U}_{1实}}^{2}}{{R}_{1}}}{\frac{{{U}_{1额}}^{2}}{{R}_{1}}}$=$\frac{{{U}_{1实}}^{2}}{{{U}_{1额}}^{2}}$=$\frac{1}{4}$,
则灯泡L1两端的电压:
U1实=$\frac{1}{2}$U1额=$\frac{1}{2}$×6V=3V,
因串联电路中各处的电流相等,
所以,由I=$\frac{U}{R}$可得:
$\frac{{R}_{1}}{R}$=$\frac{\frac{{U}_{1实}}{{I}_{1}}}{\frac{{U}_{R}}{{I}_{1}}}$=$\frac{{U}_{1实}}{{U}_{R}}$=$\frac{3V}{9V}$=$\frac{1}{3}$,即R1=$\frac{1}{3}$R,
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=UR+U1实=9V+3V=12V;
(2)当闭合开关S、S2,P在中点时,灯泡L2与$\frac{1}{2}$R串联,电压表测变阻器两端的电压,
此时L2两端的电压:
U2=U-UR′=12V-4V=8V,
则$\frac{{R}_{2}}{\frac{1}{2}R}$=$\frac{\frac{{U}_{2}}{{I}_{2}}}{\frac{{U}_{R}′}{{I}_{2}}}$=$\frac{{U}_{2}}{{U}_{R}′}$=$\frac{8V}{4V}$=$\frac{2}{1}$,即R2=R;
(3)将L1和L2串联后接在该电源上时,电路中的总电阻:
R总=$\frac{U}{{I}_{3}}$=$\frac{12V}{0.25A}$=48Ω,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,R总=R1+R2=$\frac{1}{3}$R+R=$\frac{4}{3}$R=48Ω,
解得:R=36Ω,
L1的电阻:
R1=$\frac{1}{3}$R=$\frac{1}{3}$×36Ω=12Ω,
L1的额定功率:
P1=$\frac{{{U}_{1额}}^{2}}{{R}_{1}}$=$\frac{(6V)^{2}}{12Ω}$=3W.
故答案为:3;36.
点评 本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的灵活应用,分清开关闭合、断开时电路连接方式的判断并得出两灯泡电阻与滑动变阻器最大阻值之间的关系是关键.
| A. | 重庆冬天平均气温在20℃左右 | B. | 家用微波炉的额定功率约为1000W | ||
| C. | 对人体的安全电压不高于220V | D. | 我国提供给家庭电路的电压是380V |
| A. | 1.2W | B. | 0.8W | C. | 2W | D. | 3W |
| A. | R1的阻值是10Ω | B. | 电压表V2的示数变化范围是0V~4V | ||
| C. | R1的电功率变化范围是0.4W~3.6W | D. | 滑动变阻器R2的最大阻值是30Ω |