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物理必考某同学设计了一个能使灯泡以不同功率工作的电路.电路如如图所示

2024-01-14 17:39:03信息公告137

某同学设计了一个能使灯泡以不同功率工作的电路,电路如如图所示.灯泡上标有”6V 9W”字样,当滑动变阻器R3的滑片滑至最右端,开关S闭合时,灯泡正常发光;当开关S断开,滑动变阻器R3的滑片在最左端和在最右端时,电压表的示数之比为1:2;当开关S闭合,滑动变阻器的滑片在最左端和在最右端时,电压表的示数之比为2:5.XOk物理好资源网(原物理ok网)

求 (1)电源电压.XOk物理好资源网(原物理ok网)

(2)电阻R2的阻值.XOk物理好资源网(原物理ok网)

(3)通过滑动变阻器的滑动和开关的闭合,灯泡的最小功率.

试题答案

解:灯丝电阻:.XOk物理好资源网(原物理ok网)

(1)当滑动变阻器R3的滑片滑至最右端,开关S闭合时,如图1所示,XOk物理好资源网(原物理ok网)

∵灯泡正常发光,XOk物理好资源网(原物理ok网)

∴U=U1=U=6V;XOk物理好资源网(原物理ok网)

(2)当开关S断开,滑动变阻器R3的滑片在最左端和在最右端时,如图2所示,XOk物理好资源网(原物理ok网)

∵电压表的示数之比为1:2XOk物理好资源网(原物理ok网)

∴R3=R1+R2,------①XOk物理好资源网(原物理ok网)

当开关S闭合,滑动变阻器的滑片在最左端和在最右端时,XOk物理好资源网(原物理ok网)

∵电压表的示数之比为2:5XOk物理好资源网(原物理ok网)

∴R1:R3=2:3;XOk物理好资源网(原物理ok网)

又∵R1=4Ω,XOk物理好资源网(原物理ok网)

∴R3=6Ω;XOk物理好资源网(原物理ok网)

由①得:XOk物理好资源网(原物理ok网)

R2=R3-R1=6Ω-4Ω=2Ω;XOk物理好资源网(原物理ok网)

(3)R1、R2和R3全部串连接入电路时,电路中的电流最小,灯泡的功率最小:XOk物理好资源网(原物理ok网)

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答:(1)电源电压为6V;XOk物理好资源网(原物理ok网)

(2)电阻R2的阻值2Ω;XOk物理好资源网(原物理ok网)

(3)通过滑动变阻器的滑动和开关的闭合,灯泡的最小功率为1W.XOk物理好资源网(原物理ok网)

试题解析

(1)当滑动变阻器R3的滑片滑至最右端,开关S闭合时,电路中只有灯泡,灯泡正常发光,电源电压等于灯两端的电压(额定电压);XOk物理好资源网(原物理ok网)

(2)当开关S断开,滑动变阻器R3的滑片在最左端和在最右端时,利用串联电路的分压关系列一个方程①;XOk物理好资源网(原物理ok网)

当开关S闭合,滑动变阻器的滑片在最左端和在最右端时,利用串联电路的分压关系列一个方程②;XOk物理好资源网(原物理ok网)

联立方程组求R2和R3的阻值;XOk物理好资源网(原物理ok网)

(3)R1、R2和R3全部串连接入电路时,电路中的电流最小,灯泡的功率最小,利用电功率的公式求解.XOk物理好资源网(原物理ok网)

点评:本题考查了对小灯泡铭牌(额定电压、额定功率)的理解、串联电路的分压关系、电功率的计算,涉及到了电路动态分析、画等效电路图,属于难题.XOk物理好资源网(原物理ok网)