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如图所示,是小勇设计的某电器设备的部分电路.电源电压9V保持不变,灯泡L标有“8...

如图所示,是小勇设计的某电器设备的部分电路.电源电压9V保持不变,灯泡L标有“8V 4W”字样,电流表的量程为03A,电压表的量程为015V,滑动变阻器R2的最大阻值为20Ω.闭合开关SS1时,电路消耗的功率为4.05W.(不计灯丝电阻随温度的变化)求:

1)小灯泡L的电阻;

2)开关SS1S2都闭合时,通过电流表的最小电流;

3)在不超过电表量程和灯泡额定电压的条件下,只闭合开关S2时滑动变阻器R2的电功率变化范围.

 

(1)小灯泡L的电阻16Ω; (2)开关S、S1、S2都闭合时,通过电流表的最小电流0.9A; (3)在不超过电表量程和灯泡额定电压的条件下,只闭合开关S2时滑动变阻器R2的电功率变化范围0.5W~1.27W 【解析】试题分析:(1)因为灯的额定电压为UL=8V,额定功率为PL=4W,则由P=可得灯的电阻为:RL===16Ω; (2)闭合开关S和S1时,灯泡短路,R1单独接入电路,此时其两端电压为U=9V,又知电路消耗的功率为P1=4.05W 由P=可得灯的电阻为:R1===20Ω; 开关S、S1、S2都闭合时,两电阻并联,灯泡被短路,当R2全部接入电路时,电路中电阻最大, 由I=可知此时,通过R1的电流为:I1===0.45A 通过R2的电流为:I2===0.45A, 并联电路中干路电流等于各支路电流之和,故I=I1+I2=0.45A+0.45A=0.9A; (3)当只闭合S2时,R2和L串联,灯泡正常发光时,电压为UL=8V,额定功率为PL=4W, 额定电流为IL===0.5A<3A,故电路中最大电流为I=0.5A, 当变阻器接入电路阻值最大时,电路中的最小电流I′===0.25A,此时各元件是安全的. 所以在不超过电表量程和灯泡额定电压的条件下,电路中电流的取值范围为0.25A~0.5A. 滑动变阻器消耗的功率为P=U2I=(U﹣UL实)I=(9V﹣IRL)I=9V×I﹣16Ω×I2=W﹣(4I﹣)2W ① 当4I﹣=0即I=A<0.5A时,R2的功率最大Pmax=W≈1.27W; 根据前面推出的变阻器消耗功率与电流的二次函数表达式作出P﹣I图象,如图所示 根据图象可知,当电流最大为0.5A时,滑动变阻器消耗的电功率最小,此时灯泡正常发光. 此时滑动变阻器两端电压为U′=U﹣UL=9V﹣8V=1V,滑动变阻器消耗的电功率为P1=U′IL=1V×0.5A=0.5W; 故滑动变阻器R2的电功率变化范围为0.5W~1.27W.  
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如图所示,“6V 3W”的小灯泡L与额定功率为10W的电阻器R串联,电源电压为10V保持不变.闭合开关S,电流表的示数为0.2A,电压表的示数为2.4V,不考虑温度对电阻的影响,求:

1)电阻器R的阻值;

2)整个电路消耗的功率.张明同学的解答过程如下:

1)根据欧姆定律:电阻器的电阻:R===12Ω

2)因为整个电路只有小灯泡L和电阻器R两个用电器,所以整个电路消耗的电功率P=PL+PR=3W+10W=13W,你认为上述解答有无错误,若有,请指出错误之处,并给出正确解答.

1)错误之处:    

2)错误之处:    

正确解答:

1   

2   

 

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物理实验室有一个微型电动机,铭牌上标有“12V  3W”的字样.兴趣小组的同学想让这个电动机正常工作,但手边只有一个电压恒为18V的电源,于是他们找来一个阻值合适的电阻R与之串联后接入电路,如图所示,使小电动机刚好正常工作.

求:(1)小电动机正常工作时的电流;

2)整个电路在1分钟的时间内消耗的总电能;

3)小电动机正常工作时,电阻R消耗的电功率.

 

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给你一个合适的电源(电压未知)、3个开关、一个定值电阻R0(阻值已知)、一个合适的电流表、一个合适的滑动变阻器、导线若干,怎样测出额定电压为U0的小灯泡的额定电功率?

(1)在方框中画出电路图.

(2)简单的实验步骤是(用字母表示测量的物理量):

   

     

(3)小灯泡额定电功率的表达式为P=       (用U0、R0和测出的物理量符号表示).

 

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初三某班同学到实验室做“测量小灯泡功率”的分组实验,被测小灯泡的额定电压为2.5V,电阻约为10Ω.实验室有如下器材:电源(电压为6V)、电流表(00.6A、03A)、电压表(03V、015V)、开关各一个,导线若干,滑动变阻器三只:R1(5Ω 0.5A)、R2(50Ω 0.5A)、R3(500Ω 1A).同学们设计的电路如图甲所示:

(1)根据图甲电路图,将乙图未连接完的实物元件连接完整(要求:滑片向右移动时,电流增大,连线不能交叉 ).

(2)实验前在检查仪器时,发现电流表指针如图丙所示,则接下来的操作是     

(3)为了测量灯泡的额定功率,最合适的滑动变阻器应选用      (选填R1、R2、R3).

(4)闭合开关,调节滑片:如果灯不亮,电流表无示数,电压表的指针超过满刻度,则出现这现象的原因可能是      ;如果电流表有示数,电压表无示数,灯不亮,则出现这现象的原因可能是      ;如果电流表和电压表都有示数,但灯不亮,则出现这现象的原因可能是     

(5)经检查无误后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片到某一位置,电流表和电压表的示数如图丁所示,则此时通过小灯泡的电流是      A,灯泡两端的电压是      V,此时小灯泡的电阻是      Ω(电阻计算的结果保留二位小数),灯泡的实际功率是      W.

(6)改变滑动变阻器的阻值,多次测量通过小灯泡的电流和它两端的电压,根据记录的数据,同学们画出了小灯泡中电流随其两端电压变化的关系图象(如图戊),根据图象提供的信息,算出小灯泡的额定功率为      W,其通过的电流随其两端电压变化的关系图象为非直线关系的原因     

 

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如图所示,电源电压为6V,滑动变阻器R′的最大阻值为30Ω,当滑动变阻器R′的滑片P在最右端时,电压表的示数为1.5V,则小灯泡L的电阻是     Ω.当滑动变阻器的滑片P移到a点时,电压表的示数为Ua,滑动变阻器的功率为Pa;再移动滑片Pb点时,电压表的示数为Ub,滑动变阻器的功率为Pb.若UaUb=23PaPb=89,则滑动变阻器的滑片pab两点时连入电路的电阻变化了     Ω(不计灯丝电阻随温度的变化).

 

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