如圖所示,電源電壓不變,小燈泡L的額定電壓為10V,滑動變阻器R1的規格為“10Ω 1A”。閉合開關,當滑片P...
問題詳情:
如圖所示,電源電壓不變,小燈泡L的額定電壓為10 V,滑動變阻器R1的規格為“10 Ω 1 A”。 閉合開關,當滑片P置於距左端三分之一處,燈泡正常發光,電流表指針滿偏,電錶錶盤如圖所示。
(1) 求燈泡的額定功率___和電源電壓____。
(2)用定值電阻R2替代小燈泡,再將另一電壓表V2接入電路,其它部分電路連接不變。閉合開關,當滑片P置於某一位置時,兩個電壓表指針偏轉的角度相同,且表V2示數大於表V1的示數,兩種電錶指針偏轉角度之比為2:1。求R2可能的阻值____
【回答】
6W 12V 40 Ω或50 Ω
【解析】分析:(1)由圖知,閉合開關時,燈與變阻器串聯,電壓表測變阻器兩端電壓,電流表測電路中電流,P在距左端1/3處時,燈正常發光,電流表滿偏,根據變阻器規格可知電流表量程和讀數,由計算燈泡的額定功率,由計算變阻器兩端電壓,從而計算出電源電壓;
(2)用定值電阻R2替代小燈泡,R2與變阻器R1串聯,根據電壓表偏轉角度相同,V2示數大於表V1的示數確定電壓表量程和讀數,由兩種電錶偏轉角度2:1判斷電流表可能示數,從而根據電路特點和歐姆定律計算R2可能的阻值。
解答:(1)由電路圖知,閉合開關時,L與變阻器R1串聯,電壓表測R1兩端電壓,電流表測電路中電流,P在距左端1/3處時(連入電路的阻值為,燈正常發光,電流表滿偏,因為變阻器允許通過的最大電流為1A,所以電流表使用的是0-0.6A量程,所以此時,由可得,燈泡的額定功率:,由歐姆定律可得,變阻器R1兩端電壓:,所以電源電壓
;
(2)用定值電阻R2替代小燈泡,R2與變阻器R1串聯,其它部分電路連接不變,
①若電壓表V2並聯在R2兩端,如圖所示:
兩個電壓表指針偏轉的角度相同,且V2示數大於表V1的示數,所以V2使用0-15V量程,V1使用0-3V量程,且U2=5U1,所以,,電壓表偏轉2大格,兩種電錶指針偏轉角度之比為2:1,若電流表偏轉是電壓表偏轉的2倍,則電流表示數為0.4A,所以,若電壓表偏轉是電流表的2倍,則電流表示數為0.2A,所以;
②若電壓表V2並聯在電源兩端,如圖所示:
則:U2=12V,則,電壓表的指針偏轉了24小格,若電流表偏轉是電壓表偏轉的2倍,即電流表偏轉48小格,不可能;若電壓表偏轉是電流表的2倍,即電流表偏轉12格,則電流表示數為,由串聯電路特點和歐姆定律可得:。
答:(1)燈泡的額定功率為6W,電源電壓為12V;
(2)若電壓表V2並聯在R2兩端,R2可能25Ω或50Ω;若電壓表V2並聯在電源兩端,R2為40Ω。
【點睛】本題考查了串聯電路特點、歐姆定律以及電功率公式的應用,關鍵是正確判斷電錶的量程和讀數。
知識點:測量小燈泡的電功率
題型:計算題