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如图甲所示为某小组设计的模拟调光灯电路,选用的电源电压恒为6V,灯泡上标有“3....

如图甲所示为某小组设计的模拟调光灯电路,选用的电源电压恒为6V,灯泡上标有“3.8V  1.52W”字样,变阻器上标有“20Ω  1A”字样.
(1)求灯泡正常发光1min消耗的电能;
(2)求灯泡正常发光时变阻器消耗的电功率;
(3)小明在调节灯泡的亮度时,发现灯泡有时会变得很亮甚至烧坏.为了避免出现上述情况,于是他在电路中串联了一个电阻R,电路如图乙所示.R的阻值多大比较合适?

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(1)知道灯泡的额定功率和灯泡正常工作的时间,可利用公式W=Pt计算出灯泡消耗的电能. (2)从甲图可知,灯泡L与滑动变阻器串联,知道灯泡L的额定电压和额定功率,可利用公式I=计算出灯泡正常发光时电路中的电流,又知道电源电压,可利用串联电路电压的特点计算出滑动变阻器两端的电压,最后再利用公式P=UI计算出变阻器消耗的电功率. (3)小灯泡的额定电压为3.8V,若滑动变阻器的阻值过小,很可能使小灯泡烧坏,所以要串联电阻来保护电路.即不能使灯泡由于滑动变阻器的阻值过小而烧坏,又要使灯泡能正常发光,所以乙图中,当滑动变阻器阻值为0时,电路中的电流为0.4A,小灯泡两端的电压为3.8V为宜.知道电源电压,可利用串联电路电压的特点计算出电阻R两端的电压,再利用公式R=计算出电阻R的阻值. 【解析】 (1)∵PL=1.52W,t=1min=60s, ∴灯泡正常发光1min消耗的电能为:W=PLt=1.52W×60s=91.2J. (2)∵UL=3.8v, ∴灯泡正常发光时电路中的电流为:I===0.4A, 而电源电压恒为U=6V, ∴滑动变阻器两端的电压为:U变阻器=U-UL=6V-3.8V=2.2V, 则变阻器消耗的电功率为:P变阻器=U变阻器I=2.2V×0.4A=0.88W. (3)要起保护作用,即不能使灯泡由于滑动变阻器的阻值过小而烧坏,又要使灯泡能正常发光,所以乙图中,当滑动变阻器阻值为0时,电路中的电流为0.4A,小灯泡两端的电压为3.8V为宜. ∴电阻R两端的电压为:U=U-UL=6V-3.8V=2.2V, 电阻R的阻值为:R===5.5Ω. 答:(1)灯泡正常发光1min消耗的电能为91.2J. (2)灯泡正常发光时变阻器消耗的电功率为0.88W. (3)电阻R的阻值为5.5Ω时比较合适.
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考点分析:
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(3)当滑片P移到某一位置时,电压表、电流表的示数如图乙所示,则RX的阻值为______
(4)某同学在实验过程中发现滑动变阻器损坏不能使用,又找不到其他滑动变阻器.此时该同学将滑动变阻器从电路中撤下后,假如还能测出RX的阻值,那么,滑动变阻器损坏后,可能对实验结果的影响是______
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(5)在图丙中,固定U型管压强计金属盒的橡皮膜在盐水中的深度,使金属盒处于:向上、向下、向左、向右等方位,这是为了探究同一深度处,液体向______的压强大小关系.
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(2)如图乙所示,OB表示光线从水中射向水面所产生的反射光线,请画出这束光的入射光线和大致的折射光线.
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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