现有一只标有“12V,18w”的灯L和标有“100Ω,1A”的滑动变阻器及开关一只,若要把灯接到48V的电源上正常工作,(1)请画出电路图,并说明L正常工作时滑片的位置?(2)闭合开关时滑片应处于什么位置?(3)灯正常工作时滑动变阻器的功率为多少?(假设灯的电阻不变)
解:(1)灯L正常工作时的电流为:I===1.5A,所以电路的连接方式如图所示:
设aP的电阻为R,则Pb的电阻为(100Ω-R);
灯泡正常工作时,滑动变阻器分得的电压为U滑动=U-UL=48V-12V=36V,
根据串联电路电流特点和欧姆定律可得:
+=1.5A
即R2-100R+2400=0
解得R1=40Ω或60Ω
所以P应处于将滑动变阻器分成40Ω和60Ω的位置.
(2)aP和Pb并联后的总电阻为:
R并===,
所以当R=50Ω时,并联的总电阻最大;
故闭合开关时,P应处于接入电阻最大即中间位置.
(3)当L正常工作时,滑动变阻器的功率为:
P变=U变×I总=36V×1.5A=54W.
答:(1)电路图如上图所示,P应处于将滑动变阻器分成40Ω和60Ω的位置;
(2)故闭合开关时,P应处于接入电阻最大即中间位置;
(3)当L正常工作时,滑动变阻器的功率为54W.
(1)根据I=求出灯L正常发光时的电流,大于滑动变阻器正常工作时的电流,从而确定电路的连接方式;根据欧姆定律和串联电路的电流特点求出滑片的位置.
(2)闭合开关时滑片应处于最大阻值处.
(3)根据P=UI求出灯正常工作时滑动变阻器的功率.
点评:本题考查了串联电路特点和并联电路特点,滑动变阻器的使用以及欧姆定律、电功率公式的计算;本题的关键是能根据电路的特点设计出所需的电路图.