小林在做測量小燈泡功率的實驗時,連接瞭如圖*所示電路,電源電壓保持不變,小燈泡額定電壓為2.5V.閉合開關後,...
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問題詳情:
小林在做測量小燈泡功率的實驗時,連接瞭如圖*所示電路,電源電壓保持不變,小燈泡額定電壓為2.5V.閉合開關後,將滑動變阻器滑片P從最右端開始向左滑動到某一位置的過程中,電流表示數與電壓表示數的變化曲線如圖乙所示.求:
(1)小燈泡正常發光時的電阻;
(2)當電壓表示數為1V時,小燈泡在1min中內消耗的電能;
(3)燈泡正常發光時,滑動變阻器連入電路的阻值是其最大阻值的五分之一.求電源電壓?
【回答】
解:(1)燈泡正常發光時的電壓UL=2.5V,由圖乙可知通過燈泡的電流IL=0.25A,
由I=可得,正常發光時的電阻:
RL===10Ω;
(2)當電壓表示數為1V時,由圖乙可知通過的電流IL′=0.2A,
小燈泡在1min中內消耗的電能:
W=UL′IL′t=1V×0.2A×60s=12J;
(3)當滑動變阻器的滑片位於P最右端時,接入電路中的電阻最大,電路中的電流最小,
由圖乙可知,電路中的最小電流I小=0.15A,電壓表的示數UL″=0.5V,
因串聯電路中總電壓等於各分電壓之和,
所以,電源的電壓:
U=I小R+UL″=0.15A×R+0.5V,
燈泡正常發光時,電源的電壓:
U=IL×R+UL=0.25A×R+2.5V,
因電源的電壓不變,
所以,0.15A×R+0.5V=0.25A×R+2.5V,
解得:R=20Ω,
電源的電壓U=I小R+UL″=0.15A×20Ω+0.5V=3.5V.
答:(1)小燈泡正常發光時的電阻為10Ω;
(2)當電壓表示數為1V時,小燈泡在1min中內消耗的電能為12J;
(3)電源電壓為3.5V.
知識點:電功率單元測試
題型:計算題