問題詳情:
如圖,電源電壓一定,已知燈泡L標有“6V,7.2W”字樣(燈電阻不受温度影響),R1=10Ω。當S、S1,閉合,且滑片P在a端時,燈正常發光;當S、S2閉合,且P在滑動變阻器中點處時,電流表示數為0.2A。
(1)求燈泡L的電阻阻值。
(2)求滑動變阻器Rx的最大值。
(3)通過對S、S1、S2的控制和調節滑動變阻器,可使電路所消耗的總功率最小,請求出電路總功率的最小值。
【回答】
見解析所示
【解析】(1)因為燈泡L標有“6V,7.2W”字樣,所以由P=U2/R知道,燈泡L的電阻阻值是:RL =U額2/P額=(6V)2/7.2W=5Ω;
(2)由電路圖知道,當S、S1 閉合,且滑片P在a端時,電路為燈泡L的簡單電路,且燈正常發光,所以電源電壓是:U=U額 =6V;
當S、S2 閉合時,R1 與Rx 串聯,電流表測電路中的電流,當P在滑動變阻器中點處時,由串聯電路特點和歐姆定律知道總電阻是:R1 +Rx /2=U/I,即:10Ω+Rx /2=6V/0.2A,所以滑動變阻器Rx的最大值是:Rx =40Ω;
(3)因為RL<R1,所以當閉合S、S2,並且滑片在b端時,R1與Rx 的最大阻值串聯,電路的總電阻最大,總功率最小,且電路總功率的最小值是:P最小 =U2/R1+Rx=(6V)2/10Ω+40Ω=0.72W。
點睛:本題考查的是串聯電路特點、歐姆定律以及電功率公式的應用,解題的關鍵是正確分析電路的連接方式,並知道燈光正常發光時兩端電壓等於其額定電壓。
知識點:電功率單元測試
題型:計算題