问题 计算题

如图甲所示的电路中,灯泡的额定电压为9V,灯泡的I-U关系如图乙

所示;电压表的量程为0~15v,电流表的量程为0~0.6A,变阻器R的最

大电阻为100Ω.求:

(1)只闭合Sl,灯泡正常工作,定值电阻R0消耗的功率P0=2.8W,R0的电阻和电源电压.

(2)只闭合S2,在电表的示数不超过量程,灯泡两端的电压不超过额定值的情况下,电路消耗的最大功率及变阻器连入电路中的最大电阻各为多少.

答案

(1)17.5Ω;16v(2)6.4W;75Ω

题目分析:(1)只闭合Sl时,定值电阻R0与灯泡L串联,

∵灯泡正常发光,∴灯泡两端的电压UL=9V,由图乙可知,电路中的电流I=0.4A,

∵P=I2R,且P0=2.8W,∴R0的电阻:

根据欧姆定律可得,R0两端的电压:U0=IR0=0.4A×17.5Ω=7V,

∵串联电路中总电压等于各分电压之和,∴电源的电压:U=UL+U0=9v+7v=16v;

(2)只闭合S2时,灯泡L与滑动变阻器R串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,

∵串联电路中各处的电流相等,且灯泡的正常发光时的电流为0.4A,电流表的量程为0~0.6A,

∴电路中的电流为0.4A时,电路消耗的功率最大,

则P最大=UI=16V×0.4A=6.4W;

当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电压表的示数最大,即UR=15V,

此时灯泡两端的电压:

UL′=U-UR=16V-15V=1V,

由图2可知,电路中的电流I′=0.2A,

则滑动变阻器接入电路中的最大电阻:

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