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一小灯泡额定电压为2.5V,小灯泡电流随电压变化的曲线如图甲所示,将它连入如图乙...

一小灯泡额定电压为2.5V,小灯泡电流随电压变化的曲线如图甲所示,将它连入如图乙所示电路中,电源电压为6V且保持不变.
求:(1)小灯泡的额定功率;
(2)为保证小灯泡正常发光,此时滑动变阻器连入电路的电阻大小;
(3)当电流表的示数为0.15A时,滑动变阻器在1min内消耗的电能.

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(1)先从图甲中找出电压U=2.5V时对应的电流(额定电流),然后根据公式P=UI就可以算出小灯泡的额定功率; (2)当小灯泡两端的实际电压等于额定电压时,小灯泡正常发光,根据这一点我们可以先确定小灯泡的电压应为2.5V,然后根据串联电路电压规律算出滑动变阻器两端的电压,再用滑动变阻器的电压除以灯泡的额定电流(串联,通过灯泡电流等于滑动变阻器的电流),这样就算出了滑动变阻器连入电路的电阻大小; (3)要求滑动变阻器在1min内消耗的电能是多少,根据公式W=Pt可知,就需要先算出滑动变阻器消耗的功率是多少.要求滑动变阻器消耗的功率是多少,根据公式P=UI可知,就需要先算出滑动变阻器两端的电压是多少(题中已经告诉电流为0.15A).而要算此时滑动变阻器两端的电压是多少,就不能用公式U=IR去计算了,因为此时滑动变阻器连入的阻值我们并不能直接算出来.这就需要我们换个思路去分析:因为图甲是小灯泡的电流-电压关系图象,那我们就可以先从图甲上找出当电流等于0.15A时,对应的灯泡电压是多少,然后根据串联电路电压规律再算出滑动变阻器两端的电压,从而最终就可以求出滑动变阻器在1min内消耗的电能. 【解析】 (1)由图甲可知小灯泡的额定电流为IL=0.2A,所以小灯泡的额定功率为: P额=U额I额=2.5V×0.2A=0.5W; (2)小灯泡正常发光时,滑动变阻器两端的电压为: UR=U-UL=6V-2.5V=3.5V, 滑动变阻器与小灯泡串联,所以通过滑动变阻器的电流IR=IL=0.2A, 由欧姆定律,滑动变阻器连入电路的电阻为: R===17.5Ω; (3)当电流表的示数为0.15A时,小灯泡两端的电压为1.5V,则滑动变阻器两端的电压为: UR′=U-UL′=6V-1.5V=4.5V, 滑动变阻器的电功率为:P=UR′IR′=4.5V×0.15A=0.675W, 在1min内消耗的电能为:W=Pt=0.675W×60s=40.5J. 答:(1)小灯泡的额定功率是0.5W. (2)为保证小灯泡正常发光,此时滑动变阻器连入电路的电阻大小是17.5Ω. (3)当电流表的示数为0.15A时,滑动变阻器在1min内消耗的电能是40.5J.
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考点分析:
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次数123
 电阻R/ω51015
电流I/A0.30.150.1
电阻倒数
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0.20.10.067
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请你通过分析表格中的实验数据,推断小明在实验室中所用的电路图是______图.
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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