题目内容
如图21所示,电源两端电压不变。当开关S1、S2、S3都闭合时,电流表的示数为I1,电压表的示数为U;当只闭合开关S1时,电流表的示数为I2,电压表的示数为U1,电阻R1的电功率为P1;当只闭合开关S2时,电阻R3的电功率为3.84W,已知:
,
。求:
(1)电阻R2与R3之比;
(2)电阻R1的电功率P1。
(3)在以上电路状态中,电路所消耗的最小电功率Pmin 。
(请画出相关电路状态的等效电路图)
解:当开关S1、S2、S3都闭合时,等效电路如图5甲所示;
当只闭合开关S1时,等效电路如图5乙所示;
当只闭合开关S2时,等效电路如图5丙所示。
(正确画出三个等效电路图)……(1分)
(1)由图5乙得: U1=I2 R1 ; U=I2(R1+R2)
已知:
;
; 解得:R1=3R2………………(1分)
已知:
; 由图5甲、乙得: I1
=I2(R1+R2)
解得:
;
………………(1分)
(2)由图5乙、丙得:I2=
=
; I3=
=![]()
则:
=
×
=
………………(1分)
由图5乙、丙得:P1=I22 R1 , P3=I32 R3
则:
………………(1分)
已知:P3=3.84W ; 解得:P1=
=3W ……(1分)
(3)由于R1∶R2∶R3=6∶2∶3,因此当电路在图5乙所示状态时,总电
阻最大,消耗的电功率最小。
则:Pmin= P1+P2=
=
×3W =4W ………………(1分)
(其他解法正确的,均可相应得分)
(9分)小明同学在做”测定额定电压为2.5V的小灯泡的电功率”的实验.
(1)他在检查仪器时发现电流表指针如图21所示,他应将电流表的指针调到_ _位置.
(2) 他连接实物电路如图22并检查电路连接无误,闭合开关后,灯泡不亮,电压表有示数且接近电源电压,电流表指针几乎不动,产生这一现象的原因可能是 .
|
实验次数 |
1 |
2 |
3 |
|
电压U/V |
1.5 |
2.5 |
2.8 |
|
电流I/A |
0.16 |
0.22 |
0.23 |
(3)排除故障后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片到某一位置,电流表和电压表的示数如图23所示,则此时通过小灯泡的电流是__ __A,灯泡两端的电压是__ __V.记录好数据后,为了测量小灯泡的额定功率,在移动滑动变阻器的滑片时,眼睛要注意观察__ 表,直至其示数为__ __.
(4)小明按1、2、3次的实验顺序观察到小灯泡越来越亮,小明根据观察到的现象和表格中的数据总结出:小灯泡的实际功率越 ,小灯泡越亮;根据表格中数据计算可知,小灯泡的额定功率是 W.
(5)若将两个这种规格的小灯泡串联后直接接在3V 电源的两端,两灯消耗的总电功率为
W.