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如图所示电路,电源电压不变,灯泡L标有“6V 2W”,定值电阻R1的阻值为12Ω...

如图所示电路,电源电压不变,灯泡L标有“6V 2W”,定值电阻R1的阻值为12Ω,滑动变阻器R的最大阻值为200Ω,允许通过的最大电流为1A,电压表接入电路的量程是0~15V.当开关S闭合后,滑动变阻器的滑片P移到某位置时,电压表读数为8V,此时灯泡恰好正常发光(忽略温度变化对灯泡电阻的影响).求:
(1)灯泡电阻的大小.
(2)电源电压.
(3)当滑动变阻器连入电路的电阻为30Ω时,灯泡的实际功率.
(4)在保证电路元件不烧坏的情况下,滑动变阻器允许连入电路的阻值范围是多少?

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(1)已知灯泡的额定电压和额定功率,根据公式R=可求灯泡电阻的大小. (2)定值电阻R1与滑动变阻器及其灯泡串联,灯泡正常发光时电路电流可求,已知定值电阻R1的阻值,根据公式U=IR可求定值电阻两端的电压,根据串联电路电压的规律可求电源电压. (3)当滑动变阻器连入电路的电阻为30Ω时,根据公式I=求出电路的电流,再根据公式P=I2R求出灯泡的实际功率. (4)在保证电路元件不烧坏的情况下,灯泡允许通过的最大电流关键公式I=可求,再利用欧姆定律求出总电阻,进一步求出滑动变阻器接入电路的电阻;电压表的最大示数为15V,求出此时电路的电流,根据欧姆定律求出滑动变阻器接入电路的电阻. 【解析】 (1)灯泡电阻RL===18Ω. 答:灯泡电阻为18Ω. (2)灯泡正常发光时电路电流IL===A, 定值电阻两端的电压U1=ILR1=A×12Ω=4V, 所以电源电压为U=UL+U1+UP=6V+4V+8V=18V. 答:电源电压为18V. (3)当滑动变阻器连入电路的电阻为30Ω时,电路电流I===0.3A,灯泡的实际功率P实=I2RL=(0.3A)2×18Ω=1.62W. 答:灯泡的实际功率为1.62W. (4)当灯泡通过的电流最大时,此时电路电阻R总===54Ω,滑动变阻器接入电路的电阻R小=R总-R1-RL=54Ω-12Ω-18Ω=24Ω. 电压表示数最大为15V,此时定值电阻与灯泡两端的电压为U和=U-UR=18V-15V=3V,电路电流IR===0.1A,此时滑动变阻器接入电路的电阻R大===150Ω. 答:滑动变阻器允许连入电路的阻值范围是24Ω~150Ω.
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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