问题 计算题

如图所示,电路中电源电压和灯L的电阻保持不变,定值电阻R=20Ω,灯L标有“8V  6.4W”字样,电流表用0~0.6A量程,电压表用0~15V量程.

(1)灯泡L的电阻为多少?

(2)开关S1闭合,S2、S3断开时,电压表的示数为6V,电源电压为多少?

(3)将滑动变阻器的滑片移到b端,闭合开关S1、S2、S3时,电流表的示数为0.6A,滑动变阻器的最大电阻为多少?

(4)当开关S2闭合,S1、S3断开,在确保电路安全的情况下,当电路消耗的功率最大时,滑动变阻器消耗的功率是多少?

答案

(1)灯泡L的电阻为10Ω;(2)电源电压为9V;(3)滑动变阻器的最大电阻为60Ω;(4)当开关S2闭合,S1、S3断开,在确保电路安全的情况下,当电路消耗的功率最大时,滑动变阻器消耗的功率是1.8W.

题目分析:(1)知道灯泡的额定电压和额定功率,根据P=UI可得,灯泡的额定电流:IL=PL/UL=6.4W/8V=0.8A,

根据欧姆定律可得,灯泡的电阻:RL=UL/IL=8V/0.8A=10Ω;

(2)开关S1闭合,S2、S3断开时,R与L串联,电压表测R两端的电压,

∵串联电路中各处的电流相等,∴电路中的电流:I=UR/R=6V/20Ω=0.3A,

此时灯泡两端的电压:UL=IRL=0.3A×10Ω=3V,

∵串联电路中总电压等于各分电压之和,∴电源的电压:U=UR+UL=6V+3V=9V;

(3)将滑动变阻器的滑片移到b端,闭合开关S1、S2、S3时,R与滑动变阻器的最大值并联,电流表测干路电流,

∵并联电路中各支路两端的电压相等,∴通过R的电流:IR=U/R=9V/20Ω=0.45A,

∵并联电路中干路电流等于各支路电流之和,∴通过滑动变阻器的电流:Iab=I-IR=0.6A-0.45A=0.15A,

滑动变阻器的最大阻值:Rab=U/Iab=9V/0.15A=60Ω;

(4)当开关S2闭合,S1、S3断开,滑动变阻器与灯泡串联,

∵灯泡的额定电流为0.8A,电流表的量程为0~0.6A,∴为确保电路安全,电路中的最大电流为0.6A,

此时灯泡两端的电压:UL′=ImaxRL=0.6A×10Ω=6V,

滑动变阻器两端的电压:U=U-UL′=9V-6V=3V,

滑动变阻器消耗的功率:P=UImax=3V×0.6A=1.8W.

单项选择题
单项选择题