如圖所示電路中,已知電源電壓保持不變,小燈泡L的規格爲“6V3W”,滑動變阻器R的最大阻值爲30Ω,R0爲定值...
問題詳情:
如圖所示電路中,已知電源電壓保持不變,小燈泡L的規格爲“6V3W”,滑動變阻器R的最大阻值爲30Ω,R0爲定值電阻。
(1)小燈泡L正常發光時的電流爲多少?
(2)只閉合開關S1和S2,將變阻器滑片從最左端a向右滑動,當變阻器接入電路的阻值爲4Ω時,小燈泡L恰好正常發光,則電源電壓是多少?
(3)只閉合開關S1和S3,當滑片置於a時,電壓表示數爲6V,電流表示數爲0.2A,此時滑動變阻器消耗的電功率爲1.2W,當滑片向右滑動到另外某個位置時,變阻器消耗的電功率仍然爲1.2W,試求在這個位置時電流表的示數I。
【回答】
解:
(1)由P=UI得,小燈泡正常發光時的電流爲:
IL===0.5A;
(2)閉合開關S1和S2時,小燈泡L和變阻器串聯,電壓表測變阻器兩端的電壓,
因小燈泡L恰好正常發光,小燈泡兩端電壓爲UL=6V,此時電路中的電流爲IL=0.5A,
由I=可得,此時滑動變阻器兩端的電壓:UR=ILR=0.5A×4Ω=2V,
所以電源電壓:U總=UL+UR=6V+2V=8V;
(3)閉合開關S1和S3,定值電阻R0和變阻器串聯,電壓表測變阻器兩端的電壓,
當滑片置於a時,即變阻器兩端的電壓U滑=6V,電路中的電流爲I0=0.2A,
定值電阻兩端的電壓:U0=U總﹣U滑=8V﹣6V=2V,
定值電阻的阻值:R0===10Ω;
當滑片滑到另外某個位置時,設此時電流表的示數爲I,電壓表的示數爲U滑′,
由題意知,P滑=U滑′I=1.2W﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①,
又U總=U滑′+IR0,
即8V=U滑′+10Ω•I﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②,
所以由①②可得:1.2W=(8V﹣10Ω•I)I,
即10Ω•I2﹣8V•I+1.2W=0,
解方程得I1=0.2A或I2=0.6A,
故在這個位置時電流表的示數I=I2=0.6A。
答:(1)小燈泡正常發光時的電流是0.5A;
(2)電源電壓爲8V;
(3)電流表的示數是0.6A。
知識點:電功率
題型:計算題
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