(2011•松北区一模)在解决具体问题的实践活动中,会增进我们对物理、对生活的深入了解.小文同学在家中发现的灯泡上标着“

(2011•松北区一模)在解决具体问题的实践活动中,会增进我们对物理、对生活的深入了解.小文同学在家中发现的灯泡上标着“6Ω60V”,他设计的思路是:通过串联电阻的方法,让这个灯泡在220V的电压下正常工作.
(1)请你帮他计算出需要串联的电阻阻值.
(2)可是小文同学只找到了这样四个规格的电阻:“6Ω 4A”;“10Ω 6A”;“20Ω 8A”;“80Ω 6A”.请你帮他在虚线框内完成电阻的连接,并标出所用电阻的规格.
(3)小文的设计思路是符合用电安全的,请你通过数据分析,小文的设计在实际生活中是否可行.
土壤返碱 1年前 已收到1个回答 举报

donest 春芽

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解题思路:(1)根据串联电路的电压特点求出串联电阻两端的电压,根据欧姆定律分别表示出电路中的电流,根据串联电路的电流特点得出等式求出需要串联的电阻阻值;
(2)根据欧姆定律可得灯泡正常工作时的电流可知两电阻串联不能完成电路,只能采用并联,根据电阻的并联特点选用电阻和设计电路;
(3)计算出并联电阻消耗的电功率然后与灯泡的电功率相比较即可得出小文的设计在实际生活中是否可行.

(1)∵串联电路中总电压等于各分电压之和,
∴串联电阻两端的电压:
UR=U-UL=220V-60V=160V,
∵串联电路中各处的电流相等,
∴根据欧姆定律可得:

UL
RL=
UR
R,即[60V/6Ω]=[160V/R],
解得:R=16Ω;
(2)灯泡正常发光时的电流:
IL=
UL
RL=[60V/6Ω]=10A,
∵串联电路中各处的电流相等,
∴“6Ω 4A”和“10Ω 6A”串联时,不能完成电路,应采用并联,
∵并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和,
∴“20Ω 8A”与“80Ω 6A”并联时,电路中的总电阻:
R=
R1R2
R1+R2=[20Ω×80Ω/20Ω+80Ω]=16Ω,符合题意,设计的电路图如下所示:

(3)上面的设计中,灯泡的电功率:
PL=PLIL=60V×10A=600W,
并联电阻消耗的电功率:
PR=URIL=160V×10A=1600W,
∵PR>PL
∴小文的设计在实际生活中是不可行的.
答:(1)请需要串联的电阻阻值为16Ω;
(2)电阻的连接如上图所示;
(3)小文的设计在实际生活中是不可行,计算过程如上图所示.

点评:
本题考点: 欧姆定律的应用;串联电路的电流规律;串联电路的电压规律;电阻的并联.

考点点评: 本题考查了串联电路的特点和并联电路的特点以及欧姆定律、电功率公式的应用,关键是会根据电功率评价小文的设计方案,要注意各电阻允许通过的最大电流.

1年前

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