(2012•西宁)如图所示电路,电源电压不变,灯泡L标有“6V 3W”字样,当S1、S2都断开时,

(2012•西宁)如图所示电路,电源电压不变,灯泡L标有“6V3W”字样,当S1、S2都断开时,滑片P从b端滑到某一位置C时,滑动变阻器R连入电路的电阻减小6Ω,电流表示数变化了0.1A,灯泡恰好正常发光;保持滑片P的位置不变,闭合S1、S2,电流表示数又变化了1.5A,求:
(1)灯泡的电阻和正常工作时的电流;
(2)电源电压;
(3)当S1、S2都闭合时,调节滑片P,电路消耗总功率的最小值.
Double_Justin 1年前 已收到1个回答 举报

cowboyer530 幼苗

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解题思路:(1)已知灯泡的额定电压和额定功率,根据公式R=
U2
P
求出灯泡电阻,根据公式P=UI算出正常工作的电流.
(2)当S1、S2都断开时,L和R串联,滑片P从b端滑到某一位置C时,灯泡恰好正常发光时电流变化了0.1A,可求出滑片P在b端时电路的电流,电源电压不变,根据前后两次电路的电阻与电流的乘积相同列出等式,算出滑动变阻器的总电阻,进一步算出电源电压.
(3)保持滑片P不动,当S1、S2都闭合时,L被短路,R0与Rac并联,算出Rac的电阻,根据电流表示数的变化算出此时电路的干路电流,进一步算出通过R0的电流,根据公式R0
U
I0
算出R0的电阻,滑片P在b端时电阻最大,此时电路消耗的总功率最小,根据公式P=
U2
R
分别算出R0消耗的电功率和滑动变阻器消耗的电功率,两个电功率之和就是电路消耗的总功率.

(1)由“6V 3W”可知I=
P额
U额=
3W
6V=0.5A.
RL=
U额
I额=
6V
0.5A=12Ω
答:灯泡的电阻和正常工作时的电流分别为0.5A和12Ω.
(2)当S1、S2都断开时,L和R串联.滑片P移到c时,L正常发光,电路电流为I
则滑片P在b端时,电路电流Ib=0.5A-0.1A=0.4A,
∵电源电压不变
∴Ib(RL+Rab)=I(RL+Rac
即0.4A×(12Ω+Rab)=0.5A×(12Ω+Rab-6Ω)
得Rab=18Ω,
电源电压U=Ib(RL+Rab)=0.4A×(12Ω+18Ω)=12V.
答:电源电压为12V.
(3)保持滑片P不动,当S1、S2都闭合时,L被短路,R0与Rac并联
Rac=18Ω-6Ω=12Ω
电流表示数:I′=0.5A+1.5A=2A,
通过R0的电流I0=I′-[U
Rac=2A-
12V/12Ω]=2A-1A=1A.
∴R0=[U
I0=
12V/1A]=12Ω,
滑片P在b端时,电路总功率最小
P最小=
U2
R0+
U2
Rab=
(12V)2
12Ω+
(12V)2
18Ω=12W+8W=20W.
答:电路消耗总功率的最小值为20W.

点评:
本题考点: 电功率的计算;并联电路的电流规律;欧姆定律的应用.

考点点评: 本题考查灯泡电阻和工作电流的计算,电源电压的计算,消耗最小功率的计算,关键是判断开关断开与闭合,滑动变阻器滑片移动的过程中电路的连接情况.

1年前

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