题目内容
【题目】在图甲所示的电路中,已知电源为电压可调的直流学生电源,R0是定值电阻,灯泡L1的额定电压为12V,且阻值不变,图乙是灯泡L2的U﹣I图象. ![]()
(1)当开关S接a时,电压表示数为1.5V,电流表示数为0.25A,求R0的阻值;
(2)当开关S接a时,调节电源电压,使灯泡L1正常发光,此时L1消耗的功率为6W,求R0的实际功率;
(3)开关S接b时,调节电源电压,使灯泡L1正常发光,在一段时间内L2消耗300J的电能,求电路闭合了多少分钟?
【答案】
(1)解:当开关S接a时,R0与L1串联,电压表测R0两端的电压,电流表测电路中的电流,
由I=
可得,R0的阻值:
R0=
=
=6Ω
(2)解:当开关S接a,灯泡L1正常发光时,
因串联电路中各处的电流相等,
所以,由P=UI可得,电路中的电流:
I=
=
=0.5A,
R0的实际功率:
P0=I2R0=(0.5A)2×6Ω=1.5W
(3)解:开关S接b时,两灯泡串联,由L1正常发光可知,电路中的电流为0.5A,
由乙图知L2两端的电压为4V,
由W=UIt可得,电路工作的时间:
t=
=
=150s=2.5min
【解析】(1)当开关S接a时,R0与L1串联,电压表测R0两端的电压,电流表测电路中的电流,根据欧姆定律求出R0的阻值;(2)当开关S接a时,由灯泡正常发光可知其两端的电压和额定电压相等,根据串联电路的电流特点和P=UI求出电路中的电流,根据P=I2R求出R0的实际功率;(3)开关S接b时,两灯泡串联,由灯泡L1正常发光可知电路中的电流,由图乙可知L2两端的电压,根据W=UIt求出电路工作的时间.
【考点精析】关于本题考查的欧姆定律及其应用和电功率的计算公式,需要了解欧姆定律的应用: ① 同一个电阻,阻值不变,与电流和电压无关 但加在这个电阻两端的电压增大时,通过的电流也增大.(R=U/I) ② 当电压不变时,电阻越大,则通过的电流就越小.(I=U/R) ③ 当电流一定时,电阻越大,则电阻两端的电压就越大.(U=IR);计算电功率公式:P =W/t ;P=UI ; 式中单位P→瓦(w);W→焦;t→秒;U→伏(V);I→安(A)计算电功率还可用公式:P=I2R和P= U2/R才能得出正确答案.