【題目】如圖所示,已知R1=5Ω,電壓表的量程為0﹣15V,電流表的量程為0﹣3A,滑動(dòng)變阻器標(biāo)有“5Ω 1A”字樣.只合上S1,滑片滑到某處時(shí),電壓表的示數(shù)為4V,電流表示數(shù)為1A;斷開S1,合上S、S2,燈正常發(fā)光;只合上S2,滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值為,電流表的示數(shù)為0.9A.試求:

1)電源電壓為多少?

2)燈的額定功率為多少瓦?

3)只合上S2,在變阻器的滑片允許滑動(dòng)的范圍內(nèi),求滑動(dòng)變阻器功率的變化范圍.

【答案】1)電源電壓為9V;

2)燈的額定功率為10.125W

3)只合上S2,在變阻器的滑片允許滑動(dòng)的范圍內(nèi),滑動(dòng)變阻器功率的變化范圍為1W2.4W

【解析】試題分析:(1)只合上S1,滑片滑到某處時(shí),等效電路圖如下圖所示:

I=可得,R1兩端的電壓:

U1=IR1=1A×5Ω=5V,

根據(jù)串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和可知電源的電壓:

U=U1+U=4V+5V=9V

2)斷開S1,合上S、S2時(shí),等效電路圖如下圖所示:

因燈泡正常發(fā)光,所以,燈泡的額定電壓UL=U=9V;

只閉合開關(guān)S2時(shí),等效電路圖如下圖所示:

電路中的總電阻:

R===10Ω,

因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和,

所以,燈泡的電阻:

RL=R﹣R′=10Ω﹣2Ω=8Ω,

則燈泡的額定功率:

PL===10.125W;

3)只合上S2,燈泡與滑動(dòng)變阻器串聯(lián);

根據(jù)串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律可知:

滑動(dòng)變阻器的電功率P=I2R=2R==

所以,當(dāng)R=RL=8Ω,滑動(dòng)變阻器的電功率最大,由于滑動(dòng)變阻器的最大阻值為,

則可判斷當(dāng)滑動(dòng)變阻器全部連入電路時(shí)滑動(dòng)變阻器的電功率最大,

P滑大=2R=2×5Ω≈2.4W;

由于燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流IL===1.125A

電流表的量程為03A,滑動(dòng)變阻器允許通過的最大電流為1A,

所以,電路中的最大電流I=1A,此時(shí)滑動(dòng)變阻器的電功率最。

則燈泡兩端的電壓為UL=IRL=1A×8Ω=8V,

根據(jù)串聯(lián)電路的總電壓等于各電阻兩端的電壓之和可知:

滑動(dòng)變阻器兩端的電壓為U滑小=U﹣UL=9V﹣8V=1V

所以滑動(dòng)變阻器的最小電功率P滑小=U滑小I=1V×1A=1W,

功率的變化范圍為1W2.4W

練習(xí)冊(cè)系列答案
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XX牌電熱水壺

額定電壓

220V

額定容量

1.2L

額定加熱功率

880W

額定頻率

50Hz

1)要使電熱水壺處于加熱狀態(tài),應(yīng)怎樣調(diào)節(jié)開關(guān)S2S3?

2)由該電熱水壺的銘牌可知,加熱管R1的阻值為多少?

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(2)讓同一小球從斜面的不同高度由靜止?jié)L下,推動(dòng)木塊做功,目的是為了探究動(dòng)能的大小與的關(guān)系;
(3)換用質(zhì)量不同的小球,使它們從斜面的(選填“相同”或“不同”)高度由靜止?jié)L下,推動(dòng)木塊做功,目的是為了探究動(dòng)能的大小與的關(guān)系.

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