如圖*所示電路,電源為電壓可調的直流學生電源,小燈泡L標有“8V4W”的字樣,定值電阻R1=4Ω,滑動變阻器R...
問題詳情:
如圖*所示電路,電源為電壓可調的直流學生電源,小燈泡L標有“8V 4W”的字樣,定值電阻R1=4Ω,滑動變阻器R標有“50Ω 1A”的字樣;如圖乙所示為小燈泡L的I﹣U圖象。
(1)小燈泡L正常工作時的電阻是多少?
(2)只閉合開關S,滑動變阻器的滑片P置於a端,調節電源電壓使電壓表示數為8V,此時電源電壓U是多大?
(3)同時閉合開關S、S1,調節電源電壓為12V,滑動變阻器的滑片P移動到某一位置時,小燈泡L消耗的電功率為2W,此時滑動變阻器消耗的電功率是多少?
【回答】
(1)小燈泡L正常工作時的電阻是16Ω;
(2)電源電壓U是10V;
(3)此時滑動變阻器消耗的電功率是2.8W。
【分析】(1)根據小燈泡L標有“8V 4W”的字樣的含義,根據圖乙可知燈的額定電流,由歐姆定律得出燈正常發光的電阻;
(2)只閉合開關S,滑動變阻器的滑片P置於a端時分析電路的連線,因燈正常發光可知通過電路的電流,由歐姆定律求出R1兩端電壓,根據串聯電路電壓的規律求出此時電源電壓;
(3)同時閉合開關S、S1時,R1被短路,R與L串聯,結合圖乙,根據P=UI,可知燈對應的電壓和電流,根據串聯電路電壓的規律得出此時滑動變阻器兩端的電壓,根據P=UI求出此時滑動變阻器消耗的電功率。
【解答】(1)小燈泡L標有“8V 4W”的字樣,表示燈的額定電壓為8V,額定功率為4W,由圖乙知小燈泡正常發光的電流為IL=0.5A,由歐姆定律,燈正常發光的電阻:
RL===16Ω;
(2)只閉合開關S,滑動變阻器的滑片P置於a端時,滑動變阻器接入電路的阻值為
0Ω,R1與L串聯,電壓表測小燈泡兩端電壓,此時UL=8V,故燈正常發光,則通過電路的電流:
I=IL=0.5A,由歐姆定律,則R1兩端電壓:U1=IR1=0.5A×4Ω=2V,
根據串聯電路電壓的規律,此時電源電壓:
U=U1+UL=2V+8V=10V;
(3)同時閉合開關S、S1時,R1被短路,R與L串聯,由圖乙可知,當PL′=2W時,
UL′=5V,IL′=0.4A,根據串聯電路電壓的規律,此時滑動變阻器兩端的電壓:
U滑=U′﹣UL′=12V﹣5V=7V
此時滑動變阻器消耗的電功率:P=IL′U滑=0.4A×7V=2.8W。
【點評】本題考查串聯電路的規律及歐姆定律和電功率公式的運用,關鍵是從圖中獲取有效的資訊。
宣告:試題解析著作權屬菁優網所有,
知識點:電功率
題型:計算題
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