题目内容

【题目】如图所示,电源电压不变,小灯泡L上标有“12V 12W”字样,滑动变阻器R上标有“80Ω 1A”字样。若电流表选择0~0.6A的量程,电压表选择0~15V的量程。闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片到某一位置时,电流表的示数为0.5A,电压表的示数为12V。求:(此题中出现的所有小灯泡其电阻均不随温度的变化而变化)

(1)电源电压_______。

(2)要使电流表和电压表分别达到各自量程的最大值且电路要安全,求滑动变阻器接入电路中的阻值范围_____。

(3)现有两个小灯泡“24Ω 1A”和“60Ω 0.5A”来替换L,两个滑动变阻器“30Ω 2A”和“100Ω 1A”来替换R。要求:移动变阻器的滑片P,在电路安全使用的情况下,则选“__________”来替换L,“_____”来替换R,可使电路中总功率变化量达到最大。并计算此时电路总功率的最大变化量_______--。(写出分析过程,结果保留一位小数)

【答案】18 18Ω~60Ω “24Ω 1A” “100Ω 1A” 8.2W

【解析】

(1)电路是串联电路,根据P=得小灯泡的电阻,灯泡的电压是:U’L=IR=0.5A×12Ω=6V,电源电压是:U= U’L+UR=6V+12V=18V;

(2)电路表最大是0.6A,此时滑动变阻器接入的阻值最小,则此时灯泡的电压是:

,滑动变阻器的电压:U滑=U-=18V-7.2V=10.8V,

, 电压表达到最大,即U’滑=15V,此时灯泡的电压是:,电路中的电流是:,此时滑动变阻器接入的电阻最大:,滑动变阻器接入电路中的阻值范围18Ω~60Ω;

(3)由题知,应选“24Ω 1A”的灯泡代替L,电路电流可达到最大值0.6A,总功率变化量可以达到最大;

因为要求总功率变化最大,而电源电压不变,则电流变化最大,电路是串联电路,所以电阻变化量要求最大,故滑动变阻器应选100Ω 1A” 来替换R,此时电路的最大功率是:Pmax=UImax=18V×0.6A=10.8W;

电路总功率的最小值:;所以电路总功率的变化量:P=10.8W-2.6W=8.2W。

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