(2012•梅州)在如图甲所示的电路中,已知电源为电压可调的直流学生电源,灯泡L1的额定电压为8V,如图乙是灯泡L2的U

(2012•梅州)在如图甲所示的电路中,已知电源为电压可调的直流学生电源,灯泡L1的额定电压为8V,如图乙是灯泡L2的U-I图象.
(1)当开关S接a时,电压表的示数为1.2V,电流表的示数为0.3A,求定值电阻R0的阻值;
(2)当开关S接a时,调节电源电压,使灯泡L1正常发光,此时R0消耗的功率为1W,求灯泡L1的额定功率;
(3)开关S接b时,通过调节电源电压使灯泡L1正常发光,求电路消耗的总功率.
蔚蓝琴空 1年前 已收到1个回答 举报

瞳0819 幼苗

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解题思路:(1)当开关S接a时,灯泡L1与电阻R0串联,电流表测量的是整个电路中的电流,电压表测量的是电阻R0两端的电压(如图所示),知道电阻R0两端的电压和通过的电流,可利用公式R=[U/I]计算出电阻R0的阻值.
(2)调节电源电压,使灯泡L1正常发光时,则灯泡L1两端的电压为额定电压,知道此时电阻R0消耗的功率和其阻值的大小,可利用公式P=I2R计算出此时电路中的电流,最后再利用公式P=UI计算出灯泡L1的额定功率.
(3)开关S接b时,灯泡L1与灯泡L2串联,电流表测量的是整个电路中的电流,电压表测量的是灯泡L2两端的电压(如图所示),而灯泡L1正常发光,则此时电路中的电流为0.5A,从灯泡L2的U-I图象上找到当电流为0.5A时,灯泡L2两端的电压,又知道灯泡L1的额定电压,利用串联电路电压的特点计算出电源电压,最后再利用公式P=UI计算出电路消耗的总功率.

(1)当开关S接a时,灯泡L1与电阻R0串联(如下图所示),

∵U0=1.2V,I=0.3A,
∴电阻R0的阻值为:R0=
U0
I=[1.2V/0.3A]=4Ω.
(2)当开关S接a时,灯泡L1与电阻R0串联,∵灯泡L1正常发光时,
∴灯泡L1两端的电压为额定电压U1=8V,
又∵此时R0消耗的功率为P0=1W,而R0=4Ω,
∴此时电路中的电流为:I02=
P0
R0=[1W/4Ω]=0.25A2,即I1=I0=0.5A,
灯泡L1的额定功率为:P1=U1I1=8V×0.5A=4W.
(3)开关S接b时,灯泡L1与灯泡L2串联(如下图所示),

∵灯泡L1正常发光,
∴此时电路中的电流为I1=I2=0.5A,
从灯泡L2的U-I图象可知,当电流为0.5A时,灯泡L2两端的电压为U2=4V,
则电源电压为:U=U1+U2=8V+4V=12V,
∴电路消耗的总功率为:P=UI1=12V×0.5A=6W.
答:(1)定值电阻R0的阻值为4Ω.
(2)灯泡L1的额定功率为4W.
(3)电路消耗的总功率为6W.

点评:
本题考点: 欧姆定律的应用;电功率的计算.

考点点评: 本题考查了开关断开和闭合对电路的影响,以及串联电路电流和电压的特点,对欧姆定律及其公式变形和电功率及其公式变形的理解和应用,解答此题的关键是我们要能够准确的分析电路的连接情况,并且能够从图象提取有用信息.

1年前

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