图示电源电压恒定不变,滑动变阻器R1的最大阻值为20Ω,定值电阻R2=30Ω,灯泡L标有“6V 3.6W”字样...
问题详情:
图示电源电压恒定不变,滑动变阻器R1的最大阻值为20Ω,定值电阻R2=30Ω,灯泡L标有“6V 3.6W”字样,且电阻不变.当滑动变阻器滑片滑到最左端,只闭合S1时,灯L刚好正常发光.求:
(1)灯泡工作时的电阻;
(2)当S1断开、S2闭合时,将滑动变阻器的滑片滑到最右端,R2在5min内做的电功是多少?
(3)该电路工作时能消耗的最大功率是多少?
【回答】
【考点】欧姆定律的应用;电功率的计算.
【分析】当滑动变阻器滑片滑到最左端,只闭合S1时,电路为灯泡的基本电路,根据灯泡正常发光求出电源电压.
(1)由灯泡铭牌可以找出灯泡的额定电压与额定功率,由R=求出灯泡的阻值;
(2)当S1断开、S2闭合时,R2与滑动变阻器串联,先根据欧姆定律求出电路电流,然后根据W=I2Rt求出R2在5min内做的电功;
(3)根据P=UI可知,电源电压一定,当电路电阻最小时,电路的总功率最大,由电路图判断电路电阻最小,即电路总功率最大的条件,然后由并联电路特点及功率公式P=求出电路的最大功率.
【解答】解:当滑动变阻器滑片滑到最左端,只闭合S1时,电路为灯泡的基本电路;
由于灯泡正常发光,因此电源电压为6V;
(1)由P=可得,灯泡工作时的电阻:RL===10Ω;
(2)当S1断开、S2闭合时,R2与滑动变阻器串联;
当滑动变阻器的滑片滑到最右端时,电路中的电流:I===0.12A;
R2在5min内做的电功:W=I2R2t=(0.12A)2×30Ω×5×60s=129.6J;
(3)当S1、S2均闭合,滑片在最左端时,电路中的总电阻最小,即R最小===7.5Ω;
电路的最大功率:P最大===4.8W.
答:(1)灯泡工作时的电阻为10Ω;
(2)当S1断开、S2闭合时,将滑动变阻器的滑片滑到最右端,R2在5min内做的电功是129.6J;
(3)电路工作时能消耗的最大功率是4.8W.
知识点:电功率
题型:计算题