問題詳情:
如圖所示,電源電壓和小燈泡的阻值均保持不變。小燈泡L標有“6Vl.8W”字樣,R0為10Ω的定值電阻,滑動變阻器R銘牌上標有“Ω1A”字樣(電阻值已模糊不清),電壓表使用的量程為0~3V,電流表使用的量程為0~0.6A.當所有開關都閉合時,小燈泡恰好正常發光,調節滑動變阻器,在不損壞各電路元件的情況下,滑動變阻器最小與最大功率之比為1:4.請求:(1)小燈泡L的電阻為 Ω;電源電壓為 V。
(2)滑動變阻器R的最大阻值。
(3)只閉合S3時,在不損壞各電路元件的情況下,1min內電路消耗的最大電能。
【回答】
(1)20;6。
(2)滑動變阻器R的最大阻值為40Ω。
(3)只閉合S3時,在不損壞各電路元件的情況下,1min內電路消耗的最大電能是108J。
【解析】A.知道燈泡的額定電壓和額定功率,根據P=U2/R求出小燈泡的阻值;當所有開關都閉合時,L與R並聯,由於小燈泡恰好正常發光,根據燈泡的額定電壓即可得出電源電壓;
B.當所有開關都閉合時,L與R並聯,電流表測量滑動變阻器的電流,已知滑動變阻器最小與最大功率之比為1:4,則根據P=UI即可求出通過變阻器的最小電流,然後根據歐姆定律即可求出變阻器的最大電阻。
C.只閉合S3吋,電阻R0與R串聯,根據電壓表和電流表的量程判斷得出電路中的最大電流,利用P=UI即可求出1min內電路消耗的最大電能。
(1)由P=可得,小燈泡的阻值:
RL===20Ω;
當所有開關都閉合時,R0被短路,L與R並聯,由於小燈泡恰好正常發光,則電源電壓U=U額=6V;
(2)當所有開關都閉合時,R0被短路,L與R並聯,電流表測量滑動變阻器的電流,由於電流表的量程為0~0.6A,所以當電流表示數最大為0.6A時,變阻器的功率最大;
則P滑大=UI滑大=6V×0.6A=3.6W;
當變阻器的電阻全部連入電路時,通過變阻器的電流最小,此時變阻器的功率最小;
已知P滑小:P滑大=1:4,
則:P滑小=P滑大=×3.6W=0.9W,
根據P=可得變阻器的最大阻值:
R滑大===40Ω;
(3)只閉合S3時,電阻R0與R串聯,電流表測量電路中的電流,電壓表測R0兩端的電壓,由於電壓表量程為0~3V,則當電壓表的示數最大為U0=3V時,電路中的電流:
I0===0.3A;
因串聯電路中各處的電流相等,且電流表的量程為0~0.6A,
所以,電路中的最大電流為0.3A,
則1min內電路消耗的最大電能:
W大=UI0t=6V×0.3A×60s=108J。
知識點:電功率單元測試
題型:計算題