题目内容

17.在如图所示电路中,电源电压保持不变,灯L标有“4V 1.6W'字样.闭合开关S,当滑片P置于滑动变阻器的c点时,Rab=4Rac,灯L正常发光,20s内电流对滑动变阻器做功为16J,若灯L的电阻保持不变,则滑动变阻器R的最大阻值为20Ω; 滑片P 在b端时电压表的示数为U1;将滑片置于变阻器的某一位置d时(图中未画出),电压表示数为U2,且U1:U2=8:5,则P置于d时灯L实际消耗的电功率是1.225W.

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.

练习册系列答案
相关题目

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网