5.某課外科技活動小組設(shè)計了一種小雞孵化器的電路模型,如圖所示,在一般情況下,只需燈光照明,電源電壓為72V,R1為定值電阻,R2為發(fā)熱電阻絲改成的滑動變阻器,其上標有“100Ω 3A”字樣,電流表A2的量程為0~3A,燈泡上標有“12V  3W”的字樣.
(1)求燈泡正常工作時的電流;
(2)閉合S,斷開S1、S2,燈泡正常發(fā)光,求R1的阻值;
(3)S、S1、S2均閉合時,求R2消耗的最小電功率和最大功率.

分析 (1)燈泡正常發(fā)光時的功率和額定功率相等,根據(jù)P=UI求出燈泡正常工作時的電流;
(2)根據(jù)歐姆定律求出燈泡的電阻,閉合S,斷開S1、S2時,R1與L串聯(lián),此時燈泡正常發(fā)光,根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點和歐姆定律求出電路中的總電阻,利用電阻的串聯(lián)求出R1的阻值;
(3)S、S1、S2均閉合時,R1與R2并聯(lián),電流表A2測干路電流,當(dāng)滑動變阻器接入電路中的電阻最大時R2消耗的功率最小,根據(jù)并聯(lián)電路的電壓特點和P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出R2消耗的最小功率;當(dāng)電流表A2的示數(shù)最大時R2消耗的電功率最大,根據(jù)歐姆定律求出通過R1的電流,根據(jù)并聯(lián)電路電流特點求出通過R2的最大電流,根據(jù)P=UI求出R2消耗的最大電功率.

解答 解:(1)由P=UI可得,燈泡正常工作時的電流:
IL=$\frac{{P}_{L}}{{U}_{L}}$=$\frac{3W}{12V}$=0.25A;
(2)由I=$\frac{U}{R}$可得,燈泡的電阻:
RL=$\frac{{U}_{L}}{{I}_{L}}$=$\frac{12V}{0.25A}$=48Ω,
閉合S,斷開S1、S2時,R1與L串聯(lián),
因串聯(lián)電路中各處的電流相等,且此時燈泡正常發(fā)光,
所以,電路中的總電阻:
R=$\frac{U}{{I}_{L}}$=$\frac{72V}{0.25A}$=288Ω,
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和,
所以,R1的阻值:R1=R-RL=288Ω-48Ω=240Ω;
(3)S、S1、S2均閉合時,R1與R2并聯(lián),電流表A2測干路電流,
當(dāng)滑動變阻器接入電路中的電阻最大時,R2消耗的功率最小,
因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等,
所以,R2消耗的最小功率:
P2小=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{2}}$=$\frac{(72V)^{2}}{100Ω}$=51.84W;
R1與R2并聯(lián)時,通過R1的電流:
I1=$\frac{U}{{R}_{1}}$=$\frac{72V}{240Ω}$=0.3A,
當(dāng)電流表A2的示數(shù)I=3A時,通過R2的電流最大,R2消耗的電功率最大,
因并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和,
所以,通過R2的最大電流:I2=I-I1=3A-0.3A=2.7A,
則R2消耗的最大電功率:
P2大=UI2=72V×2.7A=194.4W.
答:(1)燈泡正常工作時的電流為0.25A;
(2)R1的阻值為240Ω;
(3)S、S1、S2均閉合時,R2消耗的最小電功率為51.84W,最大功率為194.4W.

點評 本題考查了串并聯(lián)電路的特點和歐姆定律、電功率公式的應(yīng)用,會判斷R2消耗的最小電功率和最大功率是關(guān)鍵.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:初中物理 來源: 題型:多選題

12.如圖所示,電源電壓不變,閉合開關(guān)S,當(dāng)滑動變阻器R2的滑片P從a端滑動到b端的過程中,電流表示數(shù)變化了0.5A,電壓表V1的示數(shù)從5V變到2.5V,電壓表V2的示數(shù)變化了5V,下列選項正確的是( 。
A.電流表的示數(shù)變小,電壓表V1的示數(shù)不變,電壓表V2的示數(shù)變大
B.電壓表V1的示數(shù)與電流表示數(shù)的比值不變
C.電壓表V2示數(shù)的變化量與電流表示數(shù)的變化量的比值大于電壓V1示數(shù)的變化量與電流表示數(shù)的變化量的比值
D.R1消耗功率的變化量等于電壓表V1示數(shù)的變化量與電流表示數(shù)的變化量的乘積

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科目:初中物理 來源: 題型:計算題

16.如圖所示電路中,燈L上標有“10V  2W”字樣.當(dāng)開關(guān)S閉合時,燈L恰能正常發(fā)光,電壓表示數(shù)為2V.當(dāng)開關(guān)S斷開時,燈L的實際功率為0.5W(燈絲電阻不變).求:
(1)電源電壓;
(2)電阻R2的阻值.

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科目:初中物理 來源: 題型:實驗探究題

13.在探究“二力平衡條件”的實驗中,實驗裝置如圖所示:
(1)實驗時,向左盤和右盤同時放入一個不等重的砝碼,這是木塊仍然保持靜止?fàn)顟B(tài),產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因是木塊與桌面間存在摩擦力,此時木塊受到的力是平衡力(選填“平衡力”或“非平衡力”).
(2)為了進一步實驗,應(yīng)將木塊換成小車.并保持F1與F2相等,將小車扭轉(zhuǎn)一個角度,松手后,小車將轉(zhuǎn)動回來.實驗中設(shè)計這一步驟的目的是為了驗證二力平衡時的兩個力一定在同一直線上.

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科目:初中物理 來源: 題型:多選題

20.一段彈簧固定在水平桌面上(如圖甲所示),將一個小球放在彈簧上使其處于靜止?fàn)顟B(tài)(如圖乙所示),用豎直向下的力F壓小球至圖丙的位置,用豎直向下的力F壓小球至圖丙的位置,然后撤去力F,小球向上運動A點后下落(如圖丁所示),不計空氣阻力的影響.則從撤去力F到小球運動到A點的過程中,下列說法中正確的是( 。
A.小球一直做加速運動
B.小球在A點處于靜止?fàn)顟B(tài)
C.小球上升到乙圖位置時的速度最大
D.小球離開彈簧前,受到的合力先減小后增大

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科目:初中物理 來源: 題型:填空題

10.為了紀念物理學(xué)家的杰出貢獻,常以他們的名字命名物理量的單位.如:以安培命名電流的單位,在學(xué)習(xí)“電生磁”知識中我們還學(xué)習(xí)了他的定則使相關(guān)問題變得方便易行,如圖中是研究通電螺線管磁場的實驗電路.合上開關(guān)后,若小磁針停在如圖所示的位置,那么電源的A端為正極,要使通電螺線管的磁場增強,變阻器的滑片應(yīng)向右端滑動(填“左”或“右”).

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科目:初中物理 來源: 題型:選擇題

17.如圖中能正確表示光從水射向空氣時的光路圖是( 。
A.B.C.D.

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科目:初中物理 來源: 題型:填空題

14.如圖所示電路,電源電壓恒定,滑動變阻器R2的滑片滑到a端時,電阻R1消耗的功率為7.2W;滑到b端時,電阻R1耗的功率為0.8W,此時電壓表示數(shù)為4V.則電源電壓為6V,滑片在b端時電流表的示數(shù)為0.4A,滑到變阻器的阻值為10Ω.

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科目:初中物理 來源: 題型:選擇題

15.在如圖所示的電路中,電源電壓不變,閉合電鍵S,電路正常工作.一段時間后,發(fā)現(xiàn)兩個電表示數(shù)都發(fā)生變化,且燈熄滅.電路中除燈L和電阻R以外的元件均保持完好,則下列判斷中正確的是(  )
A.若電流表示數(shù)增大,R一定短路B.若電流表示數(shù)增大,L可能短路
C.若電壓表示數(shù)增大,R一定斷路D.若電壓表示數(shù)減小,L可能斷路

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同步練習(xí)冊答案