问题补充:
如图所示,电灯L1标有“6V??3.6W”的字样,电源电压U=18V,滑动变阻器最大阻值为60Ω.
(1)当S、S2闭合,S1断开,滑动变阻器的滑片P位于中点时,灯L2恰好正常发光,电流表的示数为0.3A,求灯L2的额定功率.
(2)当S、S1闭合,S2断开,如果电压表的量程为15V,而电流表的量程满足要求.为了保证电路安全,求滑动变阻器阻值允许变化的范围.
答案:
解:(1)当S、S2闭合,S1断开时,L2与滑动变阻器串联,电路中的电流为0.3A,电源电压为18V,电路的总电阻R===60Ω,
灯L2的R2=R-R0=60Ω-30Ω=30Ω,则L2的额定功率P2=I2R2=(0.3A)2×30Ω=2.7W.
答:灯L2的额定功率是2.7W.
(2)当S、S1闭合,S2断开时,L1与滑动变阻器串联,
电灯L1的额定电压为6V,额定功率为3.6W,灯L1工作的额定电流I1===0.6A,灯L1的电阻R1===10Ω,
由于灯L1中的电流不能超过它的额定电流,故电路中的电流为灯L1的额定电流,此时电路的总电阻R总===30Ω,
则滑动变阻器连入的最小电阻R0小=R总-R1=30Ω-10Ω=20Ω;
当滑动变阻器两端的电压为15V时,滑动变阻器连入电路的阻值最大,此时灯L1的电压U1′=U-U0=18V-15V=3V,
此时电路中的电流I′=I1′===0.3A,则滑动变阻器连入电路的最大阻值R0大===50Ω.
答:滑动变阻器连入电路的阻值范围为20-50Ω.
解析分析:(1)由欧姆定律求得电路的总电阻,减去滑动变阻器连入电路的电阻即为L2的电阻,由P=I2R=可得L2的额定功率.
(2)当S、S1闭合,S2断开时,L1与滑动变阻器串联,L1两端的电压不能超过6V,电压表的电压不能超过15V,由灯的铭牌求得灯的电流后,求得对应的滑动变阻器连入电路的最小阻值,由串联电路的电压特点求得电压表最大读数时,灯的电压、电流,再求滑动变阻器连入电路的最大阻值.
点评:本题考查了串联电路的特点、电功率、欧姆定律的综合应用.第(2)要根据电灯和电压表不被损坏来确定电路中的最大、最小电流,再由串联电路的电压、电流特点求解的.注意本题中的物理量较多,要用不同的上下标把每一个物理量表示清楚.
如图所示 电灯L1标有“6V??3.6W”的字样 电源电压U=18V 滑动变阻器最大阻值为60Ω.(1)当S S2闭合 S1断开 滑动变阻器的滑片P位于中点时 灯L2