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物理考题:如图所示.R1=20Ω.R2=40Ω.电源电压不变.当开关S

2024-01-17 21:26:37信息公告322

如图所示,R1=20Ω,R2=40Ω,电源电压不变,当开关S1、S2都闭合时,电流表A1的示数是0.6A,小灯泡恰好正常发光,求:qlq物理好资源网(原物理ok网)

(1)电源电压及小灯泡的额定电压;qlq物理好资源网(原物理ok网)

(2)当开关S1、S2都断开时,电流表A2的示数是0.2A,求小灯泡的实际功率;qlq物理好资源网(原物理ok网)

(3)求小灯泡的额定功率;qlq物理好资源网(原物理ok网)

(4)求电路的最大功率.

试题答案

解:(1)当开关S1、S2都闭合时,电阻R1与灯L并联,电流表A1测量的是通过R1的电流I1=0.6A,qlq物理好资源网(原物理ok网)

从而可知,电源电压U=UL=U1qlq物理好资源网(原物理ok网)

∵R1=20Ω,qlq物理好资源网(原物理ok网)

∴电源电压为:U=UL=U1=I1R1=0.6A×20Ω=12V,qlq物理好资源网(原物理ok网)

∵小灯泡正常发光,说明灯泡两端的电压为额定电压,qlq物理好资源网(原物理ok网)

∴灯泡的额定电压为:UL额=U=12V.qlq物理好资源网(原物理ok网)

(2)当开关S1、S2都断开时,电阻R2与灯L串联,电流表A2测量的是整个电路中的电流,qlq物理好资源网(原物理ok网)

从而可知,I2=IL=I=0.2A,qlq物理好资源网(原物理ok网)

∵I=,U=12V,qlq物理好资源网(原物理ok网)

∴电路中的总电阻为:R===60Ω,qlq物理好资源网(原物理ok网)

又∵R2=40Ω,qlq物理好资源网(原物理ok网)

∴灯泡的电阻为:RL=R-R2=60Ω-40Ω=20Ω,qlq物理好资源网(原物理ok网)

则灯泡的实际功率为:PL=IL2RL=(0.2A)2×20Ω=0.8W;qlq物理好资源网(原物理ok网)

(3)灯泡的额定功率:qlq物理好资源网(原物理ok网)

PL额===7.2W;qlq物理好资源网(原物理ok网)

(4)当开关S1、S2都闭合时,电路中的电阻最小,根据P=求可知,电路消耗的总功率最大,qlq物理好资源网(原物理ok网)

通过灯泡的电流IL===0.6A,qlq物理好资源网(原物理ok网)

电路总的总电流I=I1+IL=0.6A+0.6A=1.2A,qlq物理好资源网(原物理ok网)

电路消耗的总功率P=UI=12V×1.2A=14.4W.qlq物理好资源网(原物理ok网)

答:(1)电源电压为12V,小灯泡的额定电压为12V;qlq物理好资源网(原物理ok网)

(2)当开关S1、S2都断开时,电流表A2的示数是0.2A,求小灯泡的实际功率为0.8W;qlq物理好资源网(原物理ok网)

(3)小灯泡的额定功率为7.2W;qlq物理好资源网(原物理ok网)

(4)电路的最大功率为14.4W.qlq物理好资源网(原物理ok网)

试题解析

(1)当开关S1、S2都闭合时,灯泡与电阻R1并联,电流表测通过R1的电流,根据欧姆定律求出电源电压,因此时灯泡正常发光,所以此时灯泡的额定电压和电源的电压相等;qlq物理好资源网(原物理ok网)

(2)当开关S1、S2都断开时,电阻R1被断路,电阻R2与灯L串联,电流表A2测量的是整个电路中的电流,已知电源电压和电路中的电流,可利用公式R=计算电路中的总电阻,已知电阻R2的阻值,利用串联电路电阻的特点,从而可以计算出灯泡的电阻,最后再利用公式P=I2R计算小灯泡的实际功率qlq物理好资源网(原物理ok网)

(3)根据P=求出灯泡的额定功率;qlq物理好资源网(原物理ok网)

(4)根据P=求可知,当开关S1、S2都闭合时,电路中的电阻最小,电路消耗的总功率最大,根据欧姆定律求出通过灯泡的电流,再根据并联电路的电流特点求出干路电流,利用P=UI求出最大电功率.qlq物理好资源网(原物理ok网)

点评:本题考查了串、并联电路电流、电压和电阻的特点,并可以灵活运用欧姆定律和电功率的公式及其变形式进行计算.弄清开关的断开、闭合造成的电路的连接形式的变化是解决本问题的关键.qlq物理好资源网(原物理ok网)