问题详情:
如图所示,电源电压和小灯泡的阻值均保持不变。小灯泡L标有“6Vl.8W”字样,R0为10Ω的定值电阻,滑动变阻器R铭牌上标有“Ω1A”字样(电阻值已模糊不清),电压表使用的量程为0~3V,电流表使用的量程为0~0.6A.当所有开关都闭合时,小灯泡恰好正常发光,调节滑动变阻器,在不损坏各电路元件的情况下,滑动变阻器最小与最大功率之比为1:4.请求:(1)小灯泡L的电阻为 Ω;电源电压为 V。
(2)滑动变阻器R的最大阻值。
(3)只闭合S3时,在不损坏各电路元件的情况下,1min内电路消耗的最大电能。
【回答】
(1)20;6。
(2)滑动变阻器R的最大阻值为40Ω。
(3)只闭合S3时,在不损坏各电路元件的情况下,1min内电路消耗的最大电能是108J。
【解析】A.知道灯泡的额定电压和额定功率,根据P=U2/R求出小灯泡的阻值;当所有开关都闭合时,L与R并联,由于小灯泡恰好正常发光,根据灯泡的额定电压即可得出电源电压;
B.当所有开关都闭合时,L与R并联,电流表测量滑动变阻器的电流,已知滑动变阻器最小与最大功率之比为1:4,则根据P=UI即可求出通过变阻器的最小电流,然后根据欧姆定律即可求出变阻器的最大电阻。
C.只闭合S3吋,电阻R0与R串联,根据电压表和电流表的量程判断得出电路中的最大电流,利用P=UI即可求出1min内电路消耗的最大电能。
(1)由P=可得,小灯泡的阻值:
RL===20Ω;
当所有开关都闭合时,R0被短路,L与R并联,由于小灯泡恰好正常发光,则电源电压U=U额=6V;
(2)当所有开关都闭合时,R0被短路,L与R并联,电流表测量滑动变阻器的电流,由于电流表的量程为0~0.6A,所以当电流表示数最大为0.6A时,变阻器的功率最大;
则P滑大=UI滑大=6V×0.6A=3.6W;
当变阻器的电阻全部连入电路时,通过变阻器的电流最小,此时变阻器的功率最小;
已知P滑小:P滑大=1:4,
则:P滑小=P滑大=×3.6W=0.9W,
根据P=可得变阻器的最大阻值:
R滑大===40Ω;
(3)只闭合S3时,电阻R0与R串联,电流表测量电路中的电流,电压表测R0两端的电压,由于电压表量程为0~3V,则当电压表的示数最大为U0=3V时,电路中的电流:
I0===0.3A;
因串联电路中各处的电流相等,且电流表的量程为0~0.6A,
所以,电路中的最大电流为0.3A,
则1min内电路消耗的最大电能:
W大=UI0t=6V×0.3A×60s=108J。
知识点:电功率单元测试
题型:计算题