题目内容
17.分析 当滑片P置于滑动变阻器的C点时,灯泡正常发光,根据P=UI求出电路中的电流,根据串联电路的电流特点和W=UIt=I2Rt求出滑动变阻器接入电路的电阻,进一步求出滑动变阻器R的最大阻值;
根据欧姆定律求出滑动变阻器两端的电压,利用串联电路的电压特点求出电源的电压;根据电阻的串联特点和欧姆定律求出当滑片P在b端时电路中的电流,利用欧姆定律求出此时滑动变阻器两端的电压,根据U1:U2=8:5求出当滑片置于变阻器的某一位置D时滑动变阻器两端的电压,利用串联电路的电压特点求出灯泡两端的电压,利用P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出此时灯泡的实际功率.
解答 解:当滑片P置于变阻器的C点时,灯L正常发光,此时电流为I=$\frac{{P}_{额}}{{U}_{额}}$=$\frac{1.6W}{4V}$=0.4A,
根据W=UIt=I2Rt可得,滑动变阻器接入电路中的电阻:
Rac=$\frac{W}{{I}^{2}t}$=$\frac{16J}{(0.4A)^{2}×20s}$=5Ω,
则滑动变阻器R的最大阻值:Rab=4Rac=4×5Ω=20Ω;
滑动变阻器两端的电压:Uac=IRac=IRac=0.4A×5Ω=2V,
串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以电源电压:U=UL额+Uac=4V+2V=6V,
串联电路中的总电阻等于各分电阻之和,
灯泡的电阻RL=$\frac{{U}_{额}^{2}}{{P}_{额}}$=$\frac{(4V)^{2}}{1.6W}$=10Ω,
所以当滑片P在b端时,电路中的电流:
I1=$\frac{U}{{R}_{L}+{R}_{ab}}$=$\frac{6V}{10Ω+20Ω}$=0.2A,
滑动变阻器两端的电压:
U1=I1Rab=0.2A×20Ω=4V,
已知U1:U2=8:5,
则将滑片置于变阻器的某一位置D时,电压表示数为U2=$\frac{5{U}_{1}}{8}$=$\frac{5×4V}{8}$=2.5V,
此时灯泡两端的电压:
UL=U-U2=6V-2.5V=3.5V,
灯泡的实际功率:
PL=$\frac{{U}_{L}^{2}}{{R}_{L}}$=$\frac{(3.5V)^{2}}{10Ω}$=1.225W.
故答案为:20;1.225W.
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,关键是知道灯泡正常发光时的功率和额定功率相等、电压和额定电压相等,同时要注意电压表示数比值关系的应用.
| A. | 电源电压为9V | |
| B. | 小灯泡正常发光的电阻为12Ω | |
| C. | 电路消耗的最小电功率为2.7W | |
| D. | 小灯泡正常工作时,滑动变阻器10s消耗9J电能 |
| A. | 0~2秒,物体没有推动,是因为推力小于摩擦力 | |
| B. | 2~4秒物体做匀速直线运动 | |
| C. | 2~4秒物体受到的摩擦力是3 N | |
| D. | 4~6秒,物体受到的摩擦力与水平推力是一对平衡力 |
| A. | 使用测电笔辨别火线和零线时,手一定要接触笔尾的金属体 | |
| B. | 在连接电路的过程中,必须从电源的正极开始接线 | |
| C. | 在用实验室温度计测液体的温度时,一定要取出来读数 | |
| D. | 使用弹簧测力计测力时必须竖直方向拉,不能倾斜拉 |
| A. | 5V 30Ω | B. | 8V 20Ω | C. | 3V 30Ω | D. | 3V 20Ω |
| A. | F甲浮<F乙浮 F甲=F乙 p甲<p乙 | B. | F甲浮>F乙浮 F甲<F乙 p甲<p乙 | ||
| C. | F甲浮=F乙浮 F甲>F乙 p甲>p乙 | D. | F甲浮=F乙浮 F甲<F乙 p甲>p乙 |