题目内容
(1)如图a、b、c是三块电表,当开关闭合后两灯都正常发光,且灯L1比灯L2亮,已知(R1>R2),灯L1上标有“6V,3.6W”字样,灯L2标有“3V,”字样,则b电表是______表,其示数为______.灯L2的额定功率为______.(2)若将L1 接在电源电压为 12V 且保持不变的电路中,滑动变阻器的滑片无论怎样滑动,L1的实际功率在 0.9W至 3.6W 的范围内变化,不考虑温度对电阻的影响.
①画出电路图.
②滑动变阻器的最大阻值______.
③电路的最大功率______.
【答案】分析:(1)根据题意,两灯额定电压不同,当开关闭合后两灯都正常发光,据此可以确定两灯的连接方式,进而确定b电表的种类;根据灯正常发光,利用P=UI求电路中的电流,再利用P=UI求灯L2的额定功率;
(2)①若将L1 接在电源电压为 12V 且保持不变的电路中,需串联一个电阻分担电压,据此设计电路图;
②已知灯泡L1的额定电压和额定功率,根据公式R=
先计算灯泡的电阻;
当滑片在最左端时,滑动变阻器接入电路电阻为0,灯泡的功率最大,可以求出定值电阻两端的电压,进一步求出电阻的大小;
当P在最右端时,滑动变阻器接入电路的电阻最大,灯泡功率最小,求出灯泡的实际电压,进一步求出电路电流,根据欧姆定律求出电路总电阻,从而求出滑动变阻器的最大阻值.
③利用P=UI求电路的最大功率.
解答:解:
(1)由题知,两灯额定电压不同,因为当开关闭合后两灯都正常发光,所以两灯不能并联,只能串联,电表b为电流表,ac电表为电压表;
∵两灯都正常发光,P=UI,
∴电路中的电流(电流表的示数):
I=
=
=0.6A,
灯L2的额定功率为:
P2=U2I=3V×0.6A=1.8W;
(2)①若将L1 接在电源电压为 12V 的电路中,需串联一个电阻分担电压,再串联一个滑动变阻器,如图所示:

②∵P=
,
∴灯L1的电阻:
R1=
=
=10Ω,
P在R′左端时,滑动变阻器接入电路的电阻值为零,灯L1的功率为最大,其值为3.6W,
R两端电压:
UR=U-UL=12V-6V=6V,
R=R1=10Ω,
P在R'右端时,滑动变阻器接入电路的电阻值为最大值,L的功率最小:P1'=0.9W
此时L1两端的电压为U1',由P=
得:
U1′=
=
=3V,
电流I′=
=
=0.3A,
电路总电阻R总=
=
=40Ω,
所以滑动变阻器的最大电阻:
R'max=R总-R1-RL=40Ω-10Ω-10Ω=20Ω;
③电路的最大功率:
Pmax=UI=
=
=7.2W.
故答案为:(1)电流表;0.6A;1.8W;
(2)①如图所示;②20Ω;7.2W.
点评:本题考查电路的设计、欧姆定律的应用和串联电路的特点的应用,难点是设计电路图,关键是串并联的判断和串联电路的特点的应用.
(2)①若将L1 接在电源电压为 12V 且保持不变的电路中,需串联一个电阻分担电压,据此设计电路图;
②已知灯泡L1的额定电压和额定功率,根据公式R=
当滑片在最左端时,滑动变阻器接入电路电阻为0,灯泡的功率最大,可以求出定值电阻两端的电压,进一步求出电阻的大小;
当P在最右端时,滑动变阻器接入电路的电阻最大,灯泡功率最小,求出灯泡的实际电压,进一步求出电路电流,根据欧姆定律求出电路总电阻,从而求出滑动变阻器的最大阻值.
③利用P=UI求电路的最大功率.
解答:解:
(1)由题知,两灯额定电压不同,因为当开关闭合后两灯都正常发光,所以两灯不能并联,只能串联,电表b为电流表,ac电表为电压表;
∵两灯都正常发光,P=UI,
∴电路中的电流(电流表的示数):
I=
灯L2的额定功率为:
P2=U2I=3V×0.6A=1.8W;
(2)①若将L1 接在电源电压为 12V 的电路中,需串联一个电阻分担电压,再串联一个滑动变阻器,如图所示:
②∵P=
∴灯L1的电阻:
R1=
P在R′左端时,滑动变阻器接入电路的电阻值为零,灯L1的功率为最大,其值为3.6W,
R两端电压:
UR=U-UL=12V-6V=6V,
R=R1=10Ω,
P在R'右端时,滑动变阻器接入电路的电阻值为最大值,L的功率最小:P1'=0.9W
此时L1两端的电压为U1',由P=
U1′=
电流I′=
电路总电阻R总=
所以滑动变阻器的最大电阻:
R'max=R总-R1-RL=40Ω-10Ω-10Ω=20Ω;
③电路的最大功率:
Pmax=UI=
故答案为:(1)电流表;0.6A;1.8W;
(2)①如图所示;②20Ω;7.2W.
点评:本题考查电路的设计、欧姆定律的应用和串联电路的特点的应用,难点是设计电路图,关键是串并联的判断和串联电路的特点的应用.
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