問題詳情:
如圖所示,電源電壓保持不變,小燈泡L標有“6V 3W”的字樣,滑動變阻器R1的阻值變化範圍為0~36Ω,當S1、S2和S3都閉合,滑動變阻器的滑片滑到a端時,小燈泡L剛好正常發光,電流表示數為0.75A.(不考慮温度對燈泡電阻的影響)求:
(1)電源電壓;
(2)R2的阻值;
(3)在功率不為0的情況下,電路中最小功率與最大功率之比.
【回答】
【考點】歐姆定律的應用;電功率的計算.
【分析】(1)當S1、S2和S3都閉合,滑動變阻器的滑片滑到a端時,燈泡L與R2並聯,由於燈泡L剛好正常發光,根據並聯電路的電壓特點即可得出電源電壓;
(2)開關S、S1和S2都閉合,由燈泡銘牌可以找出燈泡的額定電壓與額定功率,根據P=求出燈泡的阻值,根據歐姆定律求出流過燈泡的電流,然後由並聯電路的特點求出流過電阻R2的電流,由歐姆定律可以求出R2的阻值;
(3)電源電壓一定,當電路電阻最大時,電路的總功率最小,由電路圖判斷電路電阻最大和最小值,即電路總功率最小和最大的條件,然後由串並聯電路特點及功率公式求出最小功率與最大功率,最後求出比值.
【解答】解:(1)當S1、S2、S3都閉合,滑動變阻器滑到a端時,為R2和L的並聯,且小燈泡剛好正常發光.
U源=UL=6V;
(2)小燈泡正常發光時:由P=得指示燈的電阻:
RL===12Ω;
則IL===0.5A;
開關S、S1和S2都閉合,R2和L的並聯,
根據並聯電路的幹路電流等於各支路電流之和可知:
I2=I﹣IL=0.75A﹣0.5A=0.25A,
由I=得:
R2===24Ω;
(3)由上數據可知:RL<R2,所以當滑動變阻器的滑片滑到b端,開關S1斷開,S2、S3閉合時,R1和R2串聯,電路中總電阻最大,電路中總功率最小.
Pmin===0.6W;
當滑動變阻器的滑片滑到a端,S1、S2、S3都閉合時,R2和L的並聯,電路中的總電阻最小,電路中的總功率最大,
則Pmax=UI=6V×0.75A=4.5W;
所以最小功率與最大功率之比為Pmin:Pmax=0.6W:4.5W=2:15.
答:(1)電源電壓為6V;
(2)R2的阻值為24Ω;
(3)在功率不為0的情況下,電路中最小功率與最大功率之比為2:15.
知識點:電功率單元測試
題型:計算題