星期天,小聪和小明根据课本中有关“综合实践活动”的要求与提示,找来了“12V、12W”的灯泡、电压恒定为12V的电源、开关、导线以及几个阻值相同的电阻,自制了一个亮度可调节的小台灯,其电路如图所示.假设灯泡电阻为RL,且不因温度而发生变化,已知R1=R2=R3=.在调节开关从“0”到“3”档的过程中:
(1)灯泡的亮度将如何变化?写出分析依据.
(2)灯泡两端的最小电压是多少?灯泡功率的调节范围是多少?
解:(1)由图可知:灯泡和各档位的电阻串联
在开关从“O”档调到“3”档的过程中,接入电路中的总电阻增加,
根据I=可知:灯泡的电流减小,
由公式P=I2R可知:灯泡的实际功率减小,所以亮度减小.
答:灯泡的亮度将减小,分析的依据是:串联电路中电阻增大,电流减小,实际功率就减小,灯泡变暗.
(2)由P=得:
灯泡的电阻RL==12Ω;
当开关节接“3”时,灯泡的功率最小,
R总=RL+R1+R2+R3=24Ω,
I===0.5A
灯泡的电压UL=IRL=0.5A×12Ω=6V,
灯泡的功率P小=I2×RL=(0.5)2×12Ω=3W;
当开关节接“0”时,灯泡的功率最大
∵U实际=U额定
∴P大=P额=12W.
答:灯泡两端的最小电压是6V;灯泡功率的调节范围是3W~12W.
由图可知:灯泡和各档位的电阻串联;
(1)调档位时,总电阻变大,电流减小,由P=I2R可知,实际功率减小,所以灯泡亮度变暗;
(2)在3档位时,由欧姆定律求出电路中的电流最小,由P=I2R求出灯泡的最小功率及其两端的电压;在0档位时,总电阻最小,电流最大,由实际电压等于额定电压,求出灯泡最大功率,即可求出功率的调节范围.
点评:本题的关键:一是调节档位时,利用电路中电流的变化判断灯泡实际功率的变化,二是在何时灯泡功率最大和最小,再利用功率公式和欧姆定律即可求出.
物理解题技巧分享:平面镜:物像相等镜对称,物动像动含2倍,钟面问题十二减,全像镜长物一半。