如圖*所示,電源電壓U=10V,R1為定值電阻,阻值為20Ω,R為滑動變阻器,R的最大阻值為50Ω,小燈泡上標...
問題詳情:
如圖*所示,電源電壓U=10V,R1為定值電阻,阻值為20Ω,R為滑動變阻器,R的最大阻值為50Ω,小燈泡上標有“6V 3W”字樣,小燈泡的U﹣I關係如圖乙所示.求:
(1)小燈泡正常工作時通過燈絲的電流.
(2)S閉合,S1、S2都斷開時,調節滑動變阻器滑片使小燈泡兩端的電壓為4V時,滑動變阻器接入電路的阻值.
(3)S、S1、S2都閉合時,調節滑動變阻器滑片到何處時,整個電路消耗的總功率最小,這個最小功率是多少?
【回答】
【分析】(1)燈泡正常發光時的電壓和額定電壓相等,根據P=UI求出通過燈絲的電流;
(2)S閉合,S1、S2都斷開時,滑動變阻器與燈泡串聯,電壓表測燈泡兩端的電壓,電流表測電路中的電流,根據串聯電路的電壓特點求出變阻器兩端的電壓,根據圖象讀出通過燈泡的電流即為電路中的電流,利用歐姆定律求出變阻器接入電路中的電阻;
(3)S、S1、S2都閉合時,R1與滑動變阻器並聯,電流表測幹路電流,當滑動變阻器接入電路中的電阻最大時電路消耗的總功率最小,根據電阻的並聯求出電路中的總電阻,利用P=求出電路的最小功率.
【解答】解:(1)由P=UI可得,小燈泡正常工作時通過燈絲的電流:
IL===0.5A;
(2)S閉合,S1、S2都斷開時,滑動變阻器與燈泡L串聯,電壓表測L兩端的電壓,電流表測電路中的電流,
因串聯電路中總電壓等於各分電壓之和,
所以,滑動變阻器兩端的電壓:
U滑=U﹣UL′=10V﹣4V=6V,
因串聯電路中各處的電流相等,
所以,由圖象可知,電路中的電流I=IL′=0.4A,
由I=可得,滑動變阻器接入電路中的電阻:
R滑===15Ω;
(3)S、S1、S2都閉合時,R1與滑動變阻器並聯,電流表測幹路電流,
當滑片位於b端時,接入電路中的電阻最大,電路消耗的總功率最小,
因並聯電路中總電阻的倒數等於各分電阻倒數之和,
所以,電路中的總電阻:
R總===Ω,
電路的最小功率:
P小===7W.
答:(1)小燈泡正常工作時通過燈絲的電流為0.5A;
(2)滑動變阻器接入電路的阻值為15Ω;
(3)S、S1、S2都閉合時,調節滑動變阻器滑片到b端時,整個電路消耗的總功率最小,最小功率是7W.
【點評】本題考查了串並聯電路的特點和歐姆定律、電功率公式的應用,分清電路的連接方式是解題的基礎和關鍵.
知識點:電功率單元測試
題型:計算題