在圖*所示的電路中,已知電源為電壓可調的直流學生電源,R0是定值電阻,燈泡L1的額定電壓為8V,圖乙是燈泡L2...
問題詳情:
在圖*所示的電路中,已知電源為電壓可調的直流學生電源,R0是定值電阻,燈泡L1的額定電壓為8V,圖乙是燈泡L2的U﹣I圖象.
(1)當開關S接a時,電壓表示數為1.0V,電流表示數為0.25A,求R0的阻值;
(2)當開關S接a時,調節電源電壓,使燈泡L,正常發光,此時R0消耗的功率為1W,求燈泡L1的額定功率;
(3)開關S接b時,通過調節電源電壓使燈泡L1正常發光,1min該電路消耗電能是多少?
【回答】
4Ω 4W 360J
【分析】
(1)當開關S接a時,R0與L1串聯,電壓表測R0兩端的電壓,電流表測電路中的電流,根據歐姆定律求出R0的阻值;
(2)當開關S接a時,由燈泡正常發光可知其兩端的電壓和額定電壓相等,根據P=I2R表示出R0的電功率即可求出電路中的電流,根據P=UI求出燈泡L1的額定功率;
(3)開關S接b時,兩燈泡串聯,由燈泡L1正常發光可知電路中的電流,由圖乙可知L2兩端的電壓,根據串聯電路的電壓特點可知電源的電壓,根據W=UIt可知1min該電路消耗的電能。
【詳解】
解:
(1)當開關S接a時,R0與L1串聯,電壓表測R0兩端的電壓,電流表測電路中的電流,
由I=可得,R0的阻值:
R0==4Ω;
(2)當開關S接a時,由P=I2R可得,此時電路中的電流:
I==0.5A,
因燈泡正常發光時的電壓UL1=8V,所以,燈泡L1的額定功率:
PL1=UL1I=8V×0.5A=4W;
(3)開關S接b時,兩燈泡串聯,由L1正常發光可知,電路中的電流為0.5A,由乙圖知L2兩端的電壓為4V,因串聯電路中總電壓等於各分電壓之和,所以,電路1min時間消耗的電能:
W=UIt=(8V+4V)×0.5A×60s=360J.
答:
(1)R0的阻值為4Ω;
(2)燈泡L1的額定功率為4W;
(3)開關S接b時,通過調節電源電壓使燈泡L1正常發光,1min該電路消耗電能是360J.
【點睛】
本題考查了串聯電路的特點和歐姆定律、電功率公式、電功公式的靈活應用,關鍵是知道燈泡正常發光時的電壓和額定電壓相等.
知識點:歐姆定律
題型:計算題