问题详情:
如下图所示,电源电压U保持不变,滑动变阻器R2的最大阻值为50Ω.当S闭合,S1断开,P在b端时,灯泡L的功率为0.4W,电流表的示数为0.2A;当S、S1均闭合,P在a端时,电流表的示数为1.5A.求:
(1)灯L的电阻RL和电源电压;
(2)电阻R1的阻值.(不考虑温度对电阻的影响)
(3)整个电路消耗的最大功率和最小功率.
【回答】
【考点】欧姆定律的应用;电功率的计算.
【分析】(1)S闭合、S1断开,P在b端时时,灯泡L与电阻R2串联,已知灯泡功率及电路电流,由功率公式的变形公式R=可求出灯泡的电阻;由欧姆定律及串联电路的特点可求出电源电压;
(2)当S、S1均闭合,P在a端时,灯泡L与电阻R2串联后与电阻R1并联,电流表测干路电流,由欧姆定律及并联电路的特点求出流过电阻R1的电流,然后由欧姆定律求出电阻R1的阻值;
(3)当S、S1均闭合,P在a端时,灯泡L与电阻R2串联后与电阻R1并联,电路消耗的功率最大,直接根据P=UI即可求出;
当S闭合、S1断开,P在b端时时,灯泡L与电阻R2串联,电路消耗的功率最小,直接根据P=UI即可求出.
【解答】解:(1)∵P=UI,I=,
∴灯泡电阻RL===10Ω,
灯泡两端的电压UL===2V,
电源电压U=UL+IR2最大=2V+0.2A×50Ω=12V;
(2)流过灯泡的电流IL===1.2A,
流过电阻R1的电流I1=I′﹣IL=1.5A﹣1.2A=0.3A,
∵I=,
∴电阻R1的阻值R1===40Ω;
(3)电路消耗的最大功率:P最大=UI′=12V×1.5A=18W;
电路消耗的最小功率:P最小=UI=12V×0.2A=2.4W.
答:(1)灯L的电阻RL和电源电压分别为10Ω和12V;
(2)电阻R1的阻值为40Ω.
(3)整个电路消耗的最大功率和最小功率分别为18W和2.4W.
知识点:电功率
题型:计算题