如图所示,R0是阻值为8Ω的定值电阻,R为滑动变阻器,其上标有“100Ω3A”字样,电流表A1的量程为0~0....
问题详情:
如图所示,R0是阻值为8Ω的定值电阻,R为滑动变阻器,其上标有“100Ω 3A”字样,电流表A1的量程为0~0.6A,电流表A2的量程为0~3A,灯泡上标有“8V 1.6W”字样.
求:
(1)灯泡的额定电流;
(2)闭合开关S,断开开关S1、S2时,灯泡正常发光,求电源电压的大小;
(3)开关S、S1、S2都闭合时,在不损坏电流表的前提下,求R消耗电功率的最小值和最大值.
【回答】
【考点】欧姆定律的应用;电功率的计算.
【专题】计算题;欧姆定律;电能和电功率.
【分析】(1)根据灯泡的铭牌可知额定电压和额定功率,可利用公式I=计算出灯泡L额定电流.
(2)闭合S,断开S1、S2,灯泡L与电阻R0串联,而此时灯泡正常工作,从而可以判断出灯泡两端的电压和电路中的电流,利用U=IR求出R0两端的电压,进而关口、根据串联电路的电压特点求出电源电压.
(3)开关S、S1、S2都闭合时,电阻R0和滑动变阻器R并联,灯泡被短路,电流表A1测通过电阻R0的电流,电流表A2测干路中的总电流.知道滑动变阻器的最大电阻,可利用公式P=计算出R2上消耗电功率的最小值.知道定值电阻R1两端的电压和R1的阻值,可利用公式I=计算出此时通过R0的电流,又知道电流表A2量程为0~3A,从而可以判断出干路中的最大电流,再利用并联电路电流的特点计算出通过R的最大电流,再利用公式P=UI计算出求R上消耗电功率的最大值.
【解答】解:(1)由P=UI得灯泡L额定电流为:
I额===0.2A.
(2)闭合S,断开S1、S2,灯泡L与电阻R0串联,灯泡正常发光,
则此时灯泡两端的电压为UL=I额=8V,此时电路中的电流为I=I额=0.2A,
由I=可知:
电阻R0两端的电压为:U0=IR0=0.2A×80Ω=16V,
所以,电源电压U=U0+UL=16V+8V=24V.
(3)开关S、S1、S2都闭合时,电阻R0和滑动变阻器R并联,灯泡被短路;电流表A1测通过电阻R0的电流,电流表A2测干路中的总电流.
由于滑动变阻器的最大电阻为R大=100Ω,则R消耗电功率的最小值为:
Pmin===5.76W.
此时通过R0的电流为:I0===0.3A,
电流表A1测通过电阻R0的电流,电流表A2测干路中的总电流,电流表A1的量程为0~0.6A,电流表A2的量程为0~3A,
所以,通过R的最大电流为:Imax=I﹣I0=3A﹣0.3A=2.7A,
R消耗电功率的最大值为:Pmax=UImax=24V×2.7A=64.8W.
答:(1)灯泡的额定电流为0.2A;
(2)闭合开关S,断开开关S1、S2时,灯泡正常发光,电源电压为24V;
(3)开关S、S1、S2都闭合时,在不损坏电流表的前提下,R消耗电功率的最小值为5.76W、最大值为64.8W.
【点评】本题综合*较强,考查的内容较多.会辨别串、并联,会用欧姆定律计算,会用电功率公式计算,知道串、并联电路的电压规律,电流规律.关键是公式及其变形的灵活运用,难点是开关断开闭合过程中对电路连接情况的影响.
知识点:电功率
题型:计算题