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如图所示,电源电压恒定不变,已知滑动变阻器R1的最大阻值为20Ω,小灯泡L上标有...

如图所示,电源电压恒定不变,已知滑动变阻器R1的最大阻值为20Ω,小灯泡L上标有“8V 4W”字样,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V.灯泡电阻不随温度变化,求:
(1)灯泡电阻多大?
(2)闭合S1、断开S2,滑动变阻器滑片在最右端时,此时灯泡的实际功率为1W,求电源电压?
(3)闭合S1、S2,要保证电路中各元件安全,求滑动变阻器的取值范围.

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(1)由灯泡的铭牌可知额定电压和额定功率,根据R=求出灯泡的电阻,根据欧姆定律求出灯泡的额定电流. (2)当闭合S1、断开S2,滑动变阻器滑片在最右端时,灯泡和滑动变阻器的最大阻值串联;根据根据灯泡的实际功率求出电路中的电流,再根据串联电路的电阻特点和欧姆定律求出电源的电压. (2)闭合S1、S2时,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流;根据灯泡的额定电流和电流表的量程确定电路中的最大电流,利用欧姆定律求出电路的最小电阻,利用串联电路的电阻特点求出滑动变阻器接入电路的最小值;根据串联电路电阻的分压特点可知滑动变阻器接入电路的电阻最大时两端的电压为3V,求出灯泡两端的电压,进一步求出电路的电流,根据公式R=求出滑动变阻器接入电路的最大阻值. 【解析】 (1)灯泡的电阻RL===16Ω, 灯泡的额定电流IL额===0.5A; (2)当闭合S1、断开S2,滑动变阻器滑片在最右端时,等效电路图如图所示: 电路中的电流为I===0.25A, 电源的压为U=I(R+RL)=0.25A×(20Ω+16Ω)=9V; (3)灯泡的额定电流为0.5A,电流表的量程为0.6A, 所以电路中的最大电流为I最大=0.5A; 电路中的最小阻值为R′===18Ω, 所以滑动变阻器接入电路的最小值为R最小=R′-RL=18Ω-16Ω=2Ω; 滑动变阻器接入电路的阻值最大时电压表示数应等于3V,此时灯泡两端电压为:UL=9V-3V=6V, 此时电路中的电流为I1===A, 滑动变阻器接入电路的最大阻值为: R最大===8Ω; 故滑动变阻器接入电路的阻值范围为2Ω~8Ω. 答:(1)灯泡电阻为16Ω;   (2)电源电压为9V; (3)闭合S1、S2,要保证电路中各元件安全,滑动变阻器的取值范围2Ω~8Ω.
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考点分析:
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(1)用如图甲所示的电路测量灯泡L1的额定功率,所用滑动变阻器是“10Ω  2A”,请用笔画线代替导线,将图乙中的实物电路连接完整.
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移到最______端(选填“左”或“右”);实验中,由于某种原因,导致电压表的示数变为零,而电流表的示数增大了,则电路可能出现的故障是______
(3)排除故障并完成L1额定功率的测量后,为了测量灯L2的额定功率,只将图乙中的L1换成L2.闭合开关后,发现L2发光过亮,不能进行实验.为了完成灯L2额定功率的测量,并使测量结果能更准确一些,在测量L2额定功率之前应该进行的操作是:______
(4)根据实验记录的数据,画出了通过L2的电流随其两端电压变化的关系曲线,如图丙所示,则灯泡L2的额定功率是______W.
(5)小明在测L2额定功率时发现电流表已坏,老师给了他一个电阻箱(manfen5.com 满分网)和二个开关,他利用剩余器材用等效替代法只连接了一次电路也完成了对L2额定功率的测量.请你在虚线框内画出小明完成实验设计的电路图.
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如图1所示,在研究通过导体的电流跟电阻的关系时,要保持导体两端电压不变.实验中,当Rx的阻值由5Ω换成10Ω时,滑动变阻器的滑片应向______滑动(选填“左”或“右”),使电压表示数保持不变.经过多次实验得到了I与 R的关系图象,如图2所示.此次实验中,电压表的示数始终保持______V不变.

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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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