問題詳情:
圖示電源電壓恆定不變,滑動變阻器R1的最大阻值為20Ω,定值電阻R2=30Ω,燈泡L標有“6V 3.6W”字樣,且電阻不變.當滑動變阻器滑片滑到最左端,只閉合S1時,燈L剛好正常發光.求:
(1)燈泡工作時的電阻;
(2)當S1斷開、S2閉合時,將滑動變阻器的滑片滑到最右端,R2在5min內做的電功是多少?
(3)該電路工作時能消耗的最大功率是多少?
【回答】
【考點】歐姆定律的應用;電功率的計算.
【分析】當滑動變阻器滑片滑到最左端,只閉合S1時,電路為燈泡的基本電路,根據燈泡正常發光求出電源電壓.
(1)由燈泡銘牌可以找出燈泡的額定電壓與額定功率,由R=求出燈泡的阻值;
(2)當S1斷開、S2閉合時,R2與滑動變阻器串聯,先根據歐姆定律求出電路電流,然後根據W=I2Rt求出R2在5min內做的電功;
(3)根據P=UI可知,電源電壓一定,當電路電阻最小時,電路的總功率最大,由電路圖判斷電路電阻最小,即電路總功率最大的條件,然後由並聯電路特點及功率公式P=求出電路的最大功率.
【解答】解:當滑動變阻器滑片滑到最左端,只閉合S1時,電路為燈泡的基本電路;
由於燈泡正常發光,因此電源電壓為6V;
(1)由P=可得,燈泡工作時的電阻:RL===10Ω;
(2)當S1斷開、S2閉合時,R2與滑動變阻器串聯;
當滑動變阻器的滑片滑到最右端時,電路中的電流:I===0.12A;
R2在5min內做的電功:W=I2R2t=(0.12A)2×30Ω×5×60s=129.6J;
(3)當S1、S2均閉合,滑片在最左端時,電路中的總電阻最小,即R最小===7.5Ω;
電路的最大功率:P最大===4.8W.
答:(1)燈泡工作時的電阻為10Ω;
(2)當S1斷開、S2閉合時,將滑動變阻器的滑片滑到最右端,R2在5min內做的電功是129.6J;
(3)電路工作時能消耗的最大功率是4.8W.
知識點:電功率
題型:計算題