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[!--downpath--]1、将标有“6V3W”的小灯泡L与最大阻值100W的滑动变阻器R连接在总电流恒定为18V的电路中,如图所示。 电压表和电流表选用的电阻值分别为“0~0.6A”和“0~15V”。 要求开关S闭合后,两只水表的指示不超过所选电阻值的最大检测值,灯泡L两端的电流不超过额定值(假设钨丝的内阻保持不变)。 求:
(1)灯泡的电阻值;
(2)电路消耗的总电功率的最大值;
(3)小灯泡L消耗的电功率最小值;
(4)滑动变阻器R消耗的电功率范围。
思路指导:如果您的思路不清楚,请按照指导一步步完成该过程。
指导一:根据标牌求解灯泡的电阻值:R=U2/P,额定电流6V,额定功率3W。
指南2:电路的定值内阻和功率可以通过公式推算出来。 问题(2)电路的最大功率可以借助P=UI推导出来。 U表示电源电流不变,只需电压I取最大值,即电路中的电阻在安全范围内取最小值。 (3)式中灯泡的最小功率可由P=U2/R=I2R求得。 当要求灯泡两端电压最小时,灯泡的功率取最小值。 此时滑动变阻器的阻值在安全范围内取最大值。 价值。
指南3:从指南2可知,解决本题第(2)、(3)个问题的常规方法是首先找到滑动变阻器的取值范围。 电路中限制滑动变阻器取值范围的诱因有三个:灯泡的铭牌、电流表、电流表电阻。 由方程求解:
A、从灯泡标签上可以看出,最大电压不超过0.5A额定电功率怎么求,电压表限制无效。 U/(RL+R)≤0.5A
B、电流表极限,滑动变阻器两端电流不超过0-15V。 UR/(RL+R)≤15V
解决方法:滑动变阻器的取值范围为24Ω~60Ω。
指南4:问题(2)当滑动变阻器为24Ω时,电路功率最大,此时电压为0.5A。 可以根据最小电阻值24Ω来估算; 也可以直接根据最大电压0.5A来估算。
指南5:问题(3)当滑动变阻器为60Ω时,小灯泡的电功率取最小值。 此时滑动变阻器两端对应的最大电流为15V,灯泡两端的最小电流为18V-15V=3V。 可以根据最大内阻60Ω来估算,也可以直接根据灯泡两端最小电流为3V来估算。
指南6:串联电路中,当滑动变阻器的阻值与其他定值内阻相等时,滑动变阻器的功率最大。 电阻差越大,滑动变阻器的功率越小。 因此,当滑动变阻器的阻值等于12Ω时,滑动变阻器的功率最大,为6.75W; 当滑动变阻器的内阻等于60Ω时,滑动变阻器的功率最小,为0.75W。
练习:下图是卧室天然气安全监测的部分电路原理图。电源电流不变,R0为定值内阻,R为半导体材料制成的气敏内阻。 开始时,R>R0,气敏内阻的阻值会随着天然气含量的减少而变小,并大于R0。 关闭开关S。如果卧室内的天然气含量下降,则会发生以下情况:
正确的是()
A.电流表的读数变大额定电功率怎么求,电压表的读数变小。
B、气敏内阻R的阻值变小,电流表和电压表的指示比值变大。
C.电路总功率变大,内阻R0的功率变小。
D.气敏内阻R的功率先增大后减小
参考答案:D