問題詳情:
如圖所示,R0是阻值爲10Ω的定值電阻,R爲滑動變阻器,燈泡上標有“4V 2W“字樣,且小燈泡的阻值始終保持不變。當斷開S2,閉合S、S1時,燈泡恰好正常發光,電壓表示數爲U1;斷開S1,閉合S、S2,將滑動變阻器的滑片P置於中點時,電壓表數爲U2,已知U2與U1相差1V,求:
(1)燈泡的額定電流;
(2)電源的電壓;
(3)滑動變阻器最大阻值;
(4)該電路消耗的最小電功率。
【回答】
(1)0.5A;(2)9V;(3)32Ω;(4)0.225W。
【解析】解:(1)燈泡的額定電流I==0.5A;(2)當斷開S2,閉合S、S1時,R0和燈泡串聯,燈泡正常發光,所以電路中的電流是0.5A,則R0兩端的電壓U1=IR0=0.5A×10Ω=5V,電源電壓U=U額+U1=4V+5V=9V;(3)閉合S、S2,R和燈泡串聯,滑動變阻器兩端的電壓最大時,其阻值最大,所以U2應比U1大1V,即U2=U1+1V=6V,燈泡兩端的電壓UL=U﹣U2=9V﹣6V=3V燈泡的電阻RL==8Ω,根據串聯分壓特點可得,,,解得:R滑=16Ω,因爲滑片置於中點,所以R滑大=2R滑=2×16Ω=32Ω;(4)S1斷開S、S2閉合,片P置於最大電阻位置時,R和燈泡串聯,此時電阻最大,功率最小, P小==0.225W。
點睛:(1)根據P=UI求出燈泡的額定電流;(2)當斷開S2,閉合S、S1時,R0和燈泡串聯,電壓表測量R0兩端的電壓,此時燈泡正常發光,求出兩端的電壓,再求出電源電壓;(3)閉合S、S2,R和燈泡串聯,電壓表測量R0兩端的電壓,且U2與U1相差1V,求滑動變阻器的最大阻值,所以它兩端的電壓應該最大,所以U2應比U1大1V,據此求解滑動變阻器的最大阻值;(4)根公式可知,要求電路消耗的最小電功率,就要電路總電阻最大,即斷開S1,閉合S、S2,將滑動變阻器的滑片P置於最大電阻位置時。
知識點:電功率
題型:計算題