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在如图甲所示的电路中,灯泡的额定电压为6V,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R2的最大阻值为100Ω,只闭合开关S2,滑片滑到某处时,电压
题目详情
在如图甲所示的电路中,灯泡的额定电压为6V,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R2的最大阻值为100Ω,只闭合开关S2,滑片滑到某处时,电压表的示数为10V,电流表的示数为0.4A,定值电阻R1消耗的功率为2.8W.求:
(1)灯泡的额定功率;
(2)R1的阻值及电源电压;
(3)只闭合开关S1,在电路安全的情况下,求电路消耗的最大功率计变阻器连入电路的最大阻值为多少?
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(1)灯泡的额定功率;
(2)R1的阻值及电源电压;
(3)只闭合开关S1,在电路安全的情况下,求电路消耗的最大功率计变阻器连入电路的最大阻值为多少?
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▼优质解答
答案和解析
(1)因为灯泡的额定电压为6V,根据灯泡的I-U关系图乙可知,其额定电流为0.5A,故灯泡的额定功率为:PL=ULIL=6V×0.5A=3W;
(2)当只闭合S2时,两电阻串联,电压表测量R2的电压,则U2=10V;I1=I=0.4A;
由题意可得:
=0.4A ①
=2.8W ②
由①②解得:U=17V
R1=17.5Ω
(3)只闭合S1时,滑动变阻器与灯泡串联,因为小灯泡额定电流为0.5A,故电路中的最大电流为Imax=0.5A,
因此电路消耗的最大功率为Pmax=UImax=17V×0.5A=8.5W;
当电压表示数为15V时,滑动变阻器阻值最大,由于串联此时灯泡两端电压为UL=17V-15V=2V,由图乙可知此时电流为IL′=0.3A,
故I2=IL′=0.3A,滑动变阻器接入的最大阻值为:R2=
=
=50Ω.
答:(1)灯泡的额定功率为3W;
(2)R1的阻值17.5Ω;电源电压17V;
(3)只闭合开关S1,在电路安全的情况下,电路消耗的最大功率8.5W;变阻器连入电路的最大阻值为50Ω.
(2)当只闭合S2时,两电阻串联,电压表测量R2的电压,则U2=10V;I1=I=0.4A;
由题意可得:
U-10V |
R1 |
(U-10V)2 |
R1 |
由①②解得:U=17V
R1=17.5Ω
(3)只闭合S1时,滑动变阻器与灯泡串联,因为小灯泡额定电流为0.5A,故电路中的最大电流为Imax=0.5A,
因此电路消耗的最大功率为Pmax=UImax=17V×0.5A=8.5W;
当电压表示数为15V时,滑动变阻器阻值最大,由于串联此时灯泡两端电压为UL=17V-15V=2V,由图乙可知此时电流为IL′=0.3A,
故I2=IL′=0.3A,滑动变阻器接入的最大阻值为:R2=
U2 |
I2 |
15V |
0.3A |
答:(1)灯泡的额定功率为3W;
(2)R1的阻值17.5Ω;电源电压17V;
(3)只闭合开关S1,在电路安全的情况下,电路消耗的最大功率8.5W;变阻器连入电路的最大阻值为50Ω.
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