如图所示的电路中,电源电压不变,灯泡L上标有“10V 5W”字样,R=10欧.当S1断开,滑动变阻器的滑片P滑到a端时,灯泡L恰能正常发光;当S1断开,滑片P滑到b端时,电流表示数为0.2安,求:
(1)灯泡L的灯丝电阻是多少?
(2)变阻器R′的最大阻值是多少?
(3)当S1闭合,滑片P滑到a 端时,电阻R消耗的电功率是多少?
解:(1)根据P=可得,灯泡的电阻:
RL===20Ω;
(2)当S1断开,滑动变阻器的滑片P滑到a端时,电路为灯泡L的简单电路,
∵灯泡正常发光,
∴电源的电压U=UL=10V,
当S1断开滑片P滑到b端时,灯泡与滑动变阻器的最大阻值串联,电流表测电路中的电流,
根据欧姆定律可得,电路中的总电阻:
R总===50Ω,
∵串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
∴变阻器的最大阻值:
R′=R总-RL=50Ω-20Ω=30Ω;
(3)当S1闭合,滑片P滑到a 端时,灯泡与电阻R并联,
∵并联电路中各支路两端的电压相等,
∴电阻R消耗的电功率:
PR===10W.
答:(1)灯泡L的灯丝电阻是20Ω;
(2)变阻器R′的最大阻值是30Ω;
(3)当S1闭合,滑片P滑到a 端时,电阻R消耗的电功率是10W.
(1)已知灯泡的额定电压和额定功率,根据P=求出灯泡的电阻;
(2)当S1断开,滑动变阻器的滑片P滑到a端时,电路为灯泡L的简单电路,根据灯泡正常发光可知电源的电压,当S1断开滑片P滑到b端时,灯泡与滑动变阻器的最大阻值串联,电流表测电路中的电流,根据欧姆定律求出电路中的总电阻,再根据电阻的串联求出变阻器的最大阻值;
(3)当S1闭合,滑片P滑到a 端时,灯泡与电阻R并联,根据并联电路的电压特点和P=求出电阻R消耗的电功率.
点评:本题考查了串联电路和并联电路的特点以及欧姆定律、电功率公式的灵活应用,关键是开关闭合、断开及滑片位于不同位置时电路连接方式的辨别.
高考物理16大解题技巧:物理所追求的最高境界即“把复杂问题简单化”,所以平时我们“遇到复杂问题要绞尽脑汁、尽可能想出多种解决方法,从中选用最简单的方法去作答”。