問題詳情:
如圖*所示,電源電壓保持不變,R2為0﹣20Ω的滑動變阻器.A1的量程為0.6A,A2的量程為3A,V1的量程為15V,V2的量程為3V,不考慮温度對燈絲電阻的影響,定值電阻R1的I﹣﹣U關係圖象如圖乙所示.
(1)當SS2都閉合時,A2讀數為1.25A,V1讀數為6V,小燈泡L恰好正常發光,求定值電阻R1的阻值和小燈泡的額定功率.
(2)當SS2都斷開時,為保*各表的安全使用,求滑動變阻器允許連入電路的阻值範圍.
(3)當SS2都斷開時,在各表均能正常工作的情況下,求小燈泡L消耗的最大功率與最小功率之比是多少?該電路通電80s至少能產生多少熱量?
【回答】
(1)12Ω, 4.5W;(2)2Ω~8Ω;(3)64:25, 180J
【解析】
所以,電路中的最大電流I大=0.6A,此時滑動變阻器接入電路中的電阻最小,此時電路中的總電阻為:R===10Ω,由1小題可得燈泡的電阻:RL===8Ω,因串聯電路中總電阻等於各分電阻之和,所以,滑動變阻器接入電路中的最小阻值:R2小=R﹣RL=10Ω﹣8Ω=2Ω;當電壓表V2的示數最大為3V時,滑動變阻器接入電路中的電阻最大,因串聯電路中總電壓等於各分電壓之和,所以,燈泡兩端的電壓:UL′=U﹣U2=6V﹣3V=3V,此時電路中的電流:I小===0.375A,則滑動變阻器接入電路中的最大阻值:R2大===8Ω,所以,滑動變阻器允許連入電路的阻值範圍為2Ω~8Ω;(3)當SS2都斷開時,當電路中的電流最大時燈泡的電功率最大,當電路中的電流最小時燈泡的電功率最小,由P=I2R可得,小燈泡L消耗的最大功率與最小功率之比:====;當電路中的電流最小時,電路產生的熱量最少,則該電路通電80s至少產生的熱量:Q=W=UI小t=6V×0.375A×80s=180J。
【考點定位】歐姆定律的應用;電功率的計算
知識點:電功率單元測試
題型:計算題