题目内容

2.如图所示,灯泡L标有“6V   6W”字样(灯泡电阻不受温度影响),滑动变阻器的最大阻值为20Ω,电源电压保持不变.当S1、S2闭合,滑片P位于a处时,灯泡L正常发光;当S1闭合,S2断开,滑动变阻器接入电器的电阻为R1时,电路消耗的总功率为P1;当S1闭合、S2断开,滑动变阻器R接入电路的电阻为R2时,电路消耗的总功率为P2,已知R1:R2=4:1,P1:P2=2:5,则R1=24Ω,滑动变阻器的阻值为R2时,滑动变阻器消耗的电功率为1.5W.

分析 知道小灯泡的额定电压和额定功率,根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出灯泡的电阻;
(1)当S1、S2闭合,滑片P位于a处时,L与R并联,由于灯泡L正常发光;根据并联电路的特点可知电源电压;
(2)当S1闭合、S2断开时,灯泡与滑动变阻器串联,根据电阻的串联和P=$\frac{{U}^{2}}{R}$表示出变阻器接入电路中的电阻为R1和R2时的电路中的总功率,利用功率之比得出等式求出R1和R2的阻值,根据电阻的串联和欧姆定律求出滑动变阻器的阻值为R2时电路中的电流,利用P=I2R求出滑动变阻器消耗的电功率.

解答 解:由P=可得,灯泡的电阻:RL=$\frac{{{U}_{额}}^{2}}{{P}_{额}}$=$\frac{(6V)^{2}}{6W}$=6Ω;
当S1、S2闭合,滑片P位于a处时,L与R并联,由于灯泡L正常发光;根据并联电路的特点可知电源电压U=6V;
当S1闭合、S2断开时,灯泡与滑动变阻器串联,根据串联电路中总电阻等于各分电阻之和可知:
$\frac{{P}_{1}}{{P}_{2}}$=$\frac{\frac{{U}^{2}}{{R}_{1}+{R}_{L}}}{\frac{{U}^{2}}{{R}_{2}+{R}_{L}}}$=$\frac{{R}_{2}+{R}_{L}}{{R}_{1}+{R}_{L}}$,
已知R1:R2=4:1,P1:P2=2:5,
则:$\frac{{R}_{2}+6Ω}{{4R}_{2}+6Ω}$=$\frac{2}{5}$,
解得:R2=6Ω,
则R1=4R2=4×6Ω=24Ω,
滑动变阻器的阻值为R2时电路中的电流:
I2=$\frac{U}{{R}_{2}+{R}_{L}}$=$\frac{6V}{6Ω+6Ω}$=0.5A,
滑动变阻器消耗的电功率:
P滑=(I′)2R2=(0.5A)2×6Ω=1.5W.
故答案为:24;1.5.

点评 本题考查了串联电路和并联电路的特点以及欧姆定律、电功率公式的应用,分清电路的连接方式是解决问题的关键.

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