题目
如图甲所示,电路中电源电压不变,定值电阻Ro _ 乛1( O 1 Ω,滑动变阻器R最大阻值为Ro _ 乛1( O 1 Ω,灯泡L的额定电压为6V,其电流和两端电压的关系如图乙所示。当闭合开关S、Ro _ 乛1( O 1 Ω,断开Ro _ 乛1( O 1 Ω,滑动变阻器滑片位于最右端时,灯泡L的实际功率为1.2W。求:(1)灯泡的额定功率;(2)只闭合开关S、Ro _ 乛1( O 1 Ω,灯泡正常发光时,滑动变阻器接入电路的阻值;(3)只闭合开关S、Ro _ 乛1( O 1 Ω,电路消耗的最小电功率。Ro _ 乛1( O 1 Ω
如图甲所示,电路中电源电压不变,定值电阻
,滑动变阻器R最大阻值为
,灯泡L的额定电压为6V,其电流和两端电压的关系如图乙所示。当闭合开关S、
,断开
,滑动变阻器滑片位于最右端时,灯泡L的实际功率为1.2W。求:
(1)灯泡的额定功率;
(2)只闭合开关S、
,灯泡正常发光时,滑动变阻器接入电路的阻值;
(3)只闭合开关S、
,电路消耗的最小电功率。

,滑动变阻器R最大阻值为
,灯泡L的额定电压为6V,其电流和两端电压的关系如图乙所示。当闭合开关S、
,断开
,滑动变阻器滑片位于最右端时,灯泡L的实际功率为1.2W。求:(1)灯泡的额定功率;
(2)只闭合开关S、
,灯泡正常发光时,滑动变阻器接入电路的阻值;(3)只闭合开关S、
,电路消耗的最小电功率。
题目解答
答案
(1)由图乙可知,当灯泡两端电压为6V时,通过灯泡的电流为0.8A,即灯泡的额定电流为0.8A,
灯泡的额定功率:
;
(2)当只闭开关S、
,滑动变阻器滑片位于最右端时,滑动变阻器接入电路的电阻为
,L与滑动变阻器R串联;
由图像知,当通过灯泡的电流为0.6A时,灯泡两端电压
,
灯泡的实际功率:
;
由串联电路特点和欧姆定律可得,电源电压:
;
因串联电路两端电压等于各部分电压之和,所以只闭合开关S、
,灯泡正常发光时,滑动变阻器两端电压:
,
因串联电路处处电流相等,所以由
可知,滑动变阻器接入电路中的阻值:
;
(3)只闭合开关S、
,
与R串联,当滑动变阻器接入电路的阻值最大时,电路电流最小,则电路最小电流:
,
电路消耗的最小功率:
。
答:(1)灯泡的额定功率为4.8W;
(2)灯泡正常工作时,滑动变阻器接入电路中的阻值为
;
(3)只闭合开关S、
,电路消耗的最小电功率为4.84W。
解析
步骤 1:确定灯泡的额定功率
根据图乙,当灯泡两端电压为6V时,通过灯泡的电流为0.8A,即灯泡的额定电流为0.8A。灯泡的额定功率为:
$P_{额} = U_{额} \times I_{额} = 6V \times 0.8A = 4.8W$。
步骤 2:计算滑动变阻器接入电路的阻值
当只闭合开关S、,滑动变阻器滑片位于最右端时,滑动变阻器接入电路的电阻为,L与滑动变阻器R串联。由图乙知,当通过灯泡的电流为0.6A时,灯泡两端电压为2V,灯泡的实际功率为1.2W。由串联电路特点和欧姆定律可得,电源电压为:
$U = U_{L} + U_{R} = 2V + 15V = 17V$。
当灯泡正常发光时,滑动变阻器两端电压为:
$U_{R} = U - U_{L} = 17V - 6V = 11V$。
滑动变阻器接入电路中的阻值为:
$R_{滑} = \frac{U_{R}}{I_{L}} = \frac{11V}{0.8A} = 13.75\Omega$。
步骤 3:计算电路消耗的最小电功率
只闭合开关S、y 2,O 1与R串联,当滑动变阻器接入电路的阻值最大时,电路电流最小,则电路最小电流为:
$I_{min} = \frac{U}{R_{总}} = \frac{17V}{15\Omega + 15\Omega} = 0.567A$。
电路消耗的最小功率为:
$P_{min} = U \times I_{min} = 17V \times 0.567A = 9.64W$。
根据图乙,当灯泡两端电压为6V时,通过灯泡的电流为0.8A,即灯泡的额定电流为0.8A。灯泡的额定功率为:
$P_{额} = U_{额} \times I_{额} = 6V \times 0.8A = 4.8W$。
步骤 2:计算滑动变阻器接入电路的阻值
当只闭合开关S、,滑动变阻器滑片位于最右端时,滑动变阻器接入电路的电阻为,L与滑动变阻器R串联。由图乙知,当通过灯泡的电流为0.6A时,灯泡两端电压为2V,灯泡的实际功率为1.2W。由串联电路特点和欧姆定律可得,电源电压为:
$U = U_{L} + U_{R} = 2V + 15V = 17V$。
当灯泡正常发光时,滑动变阻器两端电压为:
$U_{R} = U - U_{L} = 17V - 6V = 11V$。
滑动变阻器接入电路中的阻值为:
$R_{滑} = \frac{U_{R}}{I_{L}} = \frac{11V}{0.8A} = 13.75\Omega$。
步骤 3:计算电路消耗的最小电功率
只闭合开关S、y 2,O 1与R串联,当滑动变阻器接入电路的阻值最大时,电路电流最小,则电路最小电流为:
$I_{min} = \frac{U}{R_{总}} = \frac{17V}{15\Omega + 15\Omega} = 0.567A$。
电路消耗的最小功率为:
$P_{min} = U \times I_{min} = 17V \times 0.567A = 9.64W$。