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物理必考把标有“6V 3W 的小灯泡L与最大阻值为100Ω的滑动变阻

更新时间:2024-01-19 文章作者: 信息来源: 阅读次数:

把标有“6V 3W”的小灯泡L与最大阻值为100Ω的滑动变阻器Rw连接在总电压恒为18V的电路中,如图所示.电流表和电压表选择的量程分别为“0~0.6A”和“0~15V”.要求闭合开关S后,两电表的示数均不超过所选量程的最大测量值,且灯泡L两端电压不超过额定值(设灯丝电阻不变).下列说法正确的是VVT物理好资源网(原物理ok网)

A.电路允许通过的最大电流为0.6AVVT物理好资源网(原物理ok网)

B.电路消耗总电功率的最大值为27WVVT物理好资源网(原物理ok网)

C.小灯泡L消耗电功率的最小值为0.75WVVT物理好资源网(原物理ok网)

D.滑动变阻器Rw允许调节的范围是24Ω~40ΩVVT物理好资源网(原物理ok网)

试题答案

CVVT物理好资源网(原物理ok网)

试题解析

(1)根据灯泡额定功率、额定电压求灯泡电阻.VVT物理好资源网(原物理ok网)

电路中电流最大,电源电压不变,总电阻最小,滑片接入电路的电阻最小,根据串联电路电阻起分担电压的作用,电压表所测电压最小,电压表在电路中一定没有烧坏的可能.VVT物理好资源网(原物理ok网)

要考虑灯泡的额定电流和电流表允许通过的最大电流,电路中最大电流为这两个值的最小值.VVT物理好资源网(原物理ok网)

根据电源电压和电路最大电流值,求出电路最小电阻,求出滑动变阻器最小电阻.VVT物理好资源网(原物理ok网)

(2)由电源电压和电路中允许通过的最大电流,根据P=UI,求出电路最大功率.VVT物理好资源网(原物理ok网)

(3)灯泡的功率最小,电路电流最小,滑动变阻器接入电路阻值最大,电压表示数最大为15V,此时电路电流减小,不会烧坏电流表和灯泡.VVT物理好资源网(原物理ok网)

当滑动变阻器为15V,灯泡实际电压可以求出,又知灯泡的电阻,求出此时灯泡电流,VVT物理好资源网(原物理ok网)

根据P=UI,计算灯泡实际功率.VVT物理好资源网(原物理ok网)

根据R=,可以求出滑动变阻器的最大阻值.VVT物理好资源网(原物理ok网)

解答:灯泡电阻为RL===12Ω.VVT物理好资源网(原物理ok网)

(1)电路中电流最大,总电阻最小,电压表示数最小,不会烧坏电压表.VVT物理好资源网(原物理ok网)

电流表的量程是0~0.6A,允许通过最大电流为0.6A.VVT物理好资源网(原物理ok网)

灯泡额定电路为:IL===0.5A.VVT物理好资源网(原物理ok网)

灯泡和电流表串联,电路中最大电流为0.5A.VVT物理好资源网(原物理ok网)

电路中电阻为R===36Ω.VVT物理好资源网(原物理ok网)

所以,滑动变阻器连入电路最小电阻为:R=R-RL=36Ω-12Ω=24Ω.VVT物理好资源网(原物理ok网)

(2)电路中最大功率为P=UIL=18V×0.5A=9W.VVT物理好资源网(原物理ok网)

(3)灯泡串联在电路中,电功率最小,电阻不变,电流变小,滑动变阻器连入电路的电阻最大.VVT物理好资源网(原物理ok网)

根据串联电路中各串联导体起分担电压作用,电阻越大,分担电压越大,此时滑动变阻器分担电压最大为15V,VVT物理好资源网(原物理ok网)

所以,灯泡电压为:UL′=U-U'=18V-15V=3V.VVT物理好资源网(原物理ok网)

所以,IL′===0.25A<0.5A,不会烧坏电流表和灯泡.VVT物理好资源网(原物理ok网)

所以灯泡最小功率为:PL′=ULIL′=3V×0.25A=0.75W.VVT物理好资源网(原物理ok网)

所以滑动变阻器连入电路最大阻值为:R===60Ω.VVT物理好资源网(原物理ok网)

所以,电路允许通过的最大电流为0.5A,VVT物理好资源网(原物理ok网)

电路消耗总电功率的最大值为9W,VVT物理好资源网(原物理ok网)

小灯泡L消耗电功率的最小值为0.75W,VVT物理好资源网(原物理ok网)

滑动变阻器Rw允许调节的范围是24Ω~60Ω.VVT物理好资源网(原物理ok网)

故选C.VVT物理好资源网(原物理ok网)

点评:题目中主要涉及到电流表的量程,电压表的量程,灯泡的额定电流和额定电压,当电流表满量程时,兼顾电压表的量程和灯泡的额定电压和额定电流;当电压表满量程时,兼顾电流表的量程和灯泡的额定电压和额定电流;当灯泡正常工作时,兼顾电流表的量程和电压表的量程,三者同时兼顾,不要损坏任何一个元件.VVT物理好资源网(原物理ok网)

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