如圖所示,小燈泡L標有“6 V 3 W”字樣,滑動變阻器的最大阻值為100 Ω,電壓表的量程是0~15 V.閉合開關(guān)后,移動滑動變阻器,使電壓表的示數(shù)為12 V,這時燈泡恰好正常發(fā)光.
求:(1)電源電壓;
(2)當滑動變阻器接入電路中的電阻為33 Ω時,小燈泡消耗的實際功率;
(3)在不超過小燈泡額定電壓和電壓表量程的情況下,變阻器接入電路中的阻值變化范圍.
解:(1)電燈與變阻器串聯(lián) 當電壓表示數(shù)為12 V時,小燈泡正常發(fā)光,故電源電壓為 U=6 V+12 V=18 V (1分) (2)電燈電阻RL=U2/P=(6 V)2/3 W=12 Ω (1分) 當變阻器接入電阻為Rap=33 Ω時,電路中的電流為 I=U/(RL+Rap)=18 V/(12 Ω+33 Ω)=0.4 A (1分) 此時電燈消耗的實際功率為 P=I2RL=1.92 W (1分) (3)①當燈泡正常工作時,U燈=6 V,UR=(18-6)V=12 V,小于電壓表量程由UR/U燈=R/RL=2,求得Rn=2R燈=24 Ω (2分) ②當電壓表讀數(shù)為15 V時,有U燈=(18-15)V=3 V 由UR/U燈=R/RL=5,求得Rm=5R燈=60 Ω R的取值范圍為:24 Ω≤R≤60 Ω (2分) (注:此題也可用其他方法求解) 答:(略) |
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