题目内容
【题目】如图所示,滑动变阻器R1、R2的规格都为“5Ω,2A”,灯泡L标有“1.5V ,1.5W”的字样(不考虑灯丝电阻的变化)。最初两个滑动变阻器的滑片P都在最左端时,闭合开关S,然后调节滑动变阻器R2的滑片至某位置时,灯泡恰好正常发光,此时电流表A的示数为1.6A,求:
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①电源的电压:
②此时滑动变阻器R2接入电路的阻值;
③此电路在安全工作的前提下,计算电路消耗的总电功率范围(结果保留小数点后两位)。
【答案】(1)3V;(2)1.5Ω;(3)3.18W9.00W
【解析】
由电路图可知,灯泡L与R2串联后再与R1并联,电流表测干路电流。
(1)由P=UI可得,灯泡正常发光时L支路的电流:IL=
=
=1A,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,通过R1的电流:I1=IIL=1.6A1A=0.6A,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以由I=
可得,电源的电压:U=I1R1=0.6A×5Ω=3V;
(2)因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以R2两端的电压:U2=UUL=3V1.5V=1.5V,因串联电路中各处的电流相等,所以此时滑动变阻器R2接入电路的阻值:R2=
=
=
=1.5Ω;
(3)灯泡的电阻:RL=
=
=1.5Ω,当两滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路的总功率最小,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和,所以,电路中的总电阻:R=
=
=
Ω,电路的最小总功率:P小=
=
≈3.18W;因灯泡正常发光时的电流为1A,两滑动变阻器允许通过的最大电流为2A,所以干路的最大电流I大=3A,此时电路的总功率最大,则P大=UI大=3V×3A=9.00W,所以,电路消耗的总电功率范围为3.18W9.00W。
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