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物理必考小明同学设计了一种可调节亮度的电路.当开关S拨向触点1时.灯

2024-01-15 17:01:39信息公告788

小明同学设计了一种可调节亮度的电路,当开关S拨向触点1时,灯泡正常发光,已知灯泡L的规格为“220V 100W”,电源电压为220V.当开关S分别拨向触点1、2、3时,灯泡亮度随之发生变化,问:PuV物理好资源网(原物理ok网)

(1)当开关S拨向触点2时,灯泡实际消耗的功率为81W,则灯泡中的实际电流是多少?电阻R1的阻值是多少?PuV物理好资源网(原物理ok网)

(2)当开关S拨向触点3时,发现灯泡变得更暗,则电阻R2和R1的阻值哪个大?为什么?PuV物理好资源网(原物理ok网)

(3)指出该同学设计的调光电路还存在什么缺陷?画出改进后的调光电路图.PuV物理好资源网(原物理ok网)

(应有解题过程)

试题答案

解:(1)灯泡的电阻为:PuV物理好资源网(原物理ok网)

RL===484Ω;PuV物理好资源网(原物理ok网)

当开关S拨向触点2灯泡实际消耗的功率为81W时,PuV物理好资源网(原物理ok网)

通过灯泡的实际电流为:PuV物理好资源网(原物理ok网)

I′===A≈0.41A,PuV物理好资源网(原物理ok网)

电路的总电阻为:R==≈538ΩPuV物理好资源网(原物理ok网)

电阻R1的阻值约为R1=R-RL=538Ω-484Ω=54Ω;PuV物理好资源网(原物理ok网)

(2)R1<R2PuV物理好资源网(原物理ok网)

原因:灯泡变暗,说明电路中电流减小,电路中总电阻变大,根据串联电路电阻特点可知R2的电阻比R1大;PuV物理好资源网(原物理ok网)

(3)缺陷:电路不能断开;PuV物理好资源网(原物理ok网)

改进:加一个电路开关或设计一个断路接点.如图所示:PuV物理好资源网(原物理ok网)

答:(1)灯泡中的实际电流约为0.41A;电阻R1的阻值约为54Ω;PuV物理好资源网(原物理ok网)

(2)R1<R2,原因:灯泡变暗,说明电路中电流减小,电路中总电阻变大,根据串联电路电阻特点可知R2的电阻比R1大;PuV物理好资源网(原物理ok网)

(3)缺陷:电路不能断开;改进:加一个电路开关或设计一个断路接点.如图上图所示.PuV物理好资源网(原物理ok网)

试题解析

(1)已知灯泡的额定电压和额定功率,根据R=求出灯泡的电阻,再根据P=I2R求出灯泡的实际电流,再根据欧姆定律求出此时电路的总电阻,根据电阻的串联特点求出电阻R1的阻值;PuV物理好资源网(原物理ok网)

(2)灯泡的亮暗取决于实际功率的大小,根据P=I2R可知通过灯泡的电流减小,根据欧姆定律可知,在电源电压不变时,电路中电阻的变化;PuV物理好资源网(原物理ok网)

(3)这个设计不可以断开电路,加一个电路开关或设计一个断路接点即可.PuV物理好资源网(原物理ok网)

点评:本题考查电阻、电流、电压等的计算,关键是公式及其变形的灵活运用,难点是知道开关在不同位置时电路的连接情况.PuV物理好资源网(原物理ok网)