方案一:请用两只普通开关和一只电阻R0,设计能控制灯的通断和亮度的电路. (忽略温度对灯丝电阻的影响) | 方案二:请用一只单刀三掷开关和一只电阻R0,设计能控制灯的通断和亮度的电路. (忽略温度对灯丝电阻的影响). |
若灯较暗时的亮度是正常发光亮度的25%, 则R0=1210Ω | 若灯较暗时的亮度是正常发光亮度的25%, 则R0=1210Ω |
分析 已知灯泡额定电压等于家庭电路电压,灯泡直接接在家庭电路中能够正常发光,然后根据串联电路的分压作用将灯泡与电阻串联,使灯泡两端电压降低,亮度变暗;
灯泡亮度决定于实际功率,已知灯较暗时的亮度是正常发光亮度的25%,也就是较暗时的实际功率是额定功率的25%,利用电功率变形公式和串联电路的分压作用得到定值电阻的阻值.
解答 解:
方案一:将开关S1、电阻R0和灯泡串联在220V电路中,开关S2与电阻并联.
当开关S1断开时,灯泡熄灭;
当两个开关都闭合时,电阻被短路,灯泡两端电压为220V,灯泡可以正常发光;
当闭合开关S1、断开S2时,灯泡和电阻串联,由于串联电路的分压作用,灯泡两端电压低于220V,灯泡发光较暗.
电路设计如下:
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方案二:将开关右侧与火线连接,触点1与定值电阻、灯泡串联,灯泡右侧接零线;触点2连接灯泡右侧导线.当开关在触点0时,为断路状态,灯泡熄灭;
当开关在触点1时,灯泡与电阻串联,灯泡两端电压较低,发光较暗;
开关在触点2时,灯泡直接接入家庭电路,能够正常发光.如图所示:
.
因为P=$\frac{{U}^{2}}{R}$,
所以灯泡电阻为RL=$\frac{{{U}_{额}}^{2}}{{P}_{额}}$=$\frac{(220V)^{2}}{40W}$=1210Ω,
两种方案中,灯泡较暗时都是灯泡与电阻串联,此时灯泡的实际功率为P实=25%P额=25%×40W=10W,
当P实=10W时,灯泡两端电压为U实=$\sqrt{{P}_{实}{R}_{L}}$=$\sqrt{10W×1210Ω}$=110V;
所以定值电阻两端电压为U0=U-U实=220V-110V=110V,
根据串联分压规律可知,定值电阻的阻值为R0=RL=1210Ω.
故答案为:1210.
点评 此题考查的是电路的设计与连接,知道串联电路的分压作用是解答此题的基础.
科目:初中物理 来源: 题型:解答题
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科目:初中物理 来源: 题型:选择题
A. | 一名中学生的身高约为165cm | |
B. | 人的正常体温约为39℃ | |
C. | 某中学生1000米长跑成绩为1min | |
D. | 电视机正常工作时的电功率约为1000W |
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科目:初中物理 来源: 题型:选择题
A. | 螺线管的P端是N极,ab中有电流产生 | |
B. | 螺线管P端是S极,ab中无电流产生 | |
C. | 若改变线圈内电流方向,ab向左运动,ab中电流方向改变 | |
D. | 增加线圈匝数,ab向右运动,ab中电流减小 |
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科目:初中物理 来源: 题型:实验探究题
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科目:初中物理 来源: 题型:选择题
A. | 人感到舒适的室温约为40℃ | B. | 一个篮球的质量约为5kg | ||
C. | 一名中学生的身高约为1.6m | D. | 某同学跑100m的成绩约为3s |
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科目:初中物理 来源: 题型:计算题
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