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【题目】如图所示,R0是阻值为10Ω的定值电阻,R为滑动变阻器,灯泡上标有“4V 2W“字样,且小灯泡的阻值始终保持不变。当断开S2,闭合S、S1时,灯泡恰好正常发光,电压表示数为U1;断开S1,闭合S、S2,将滑动变阻器的滑片P置于中点时,电压表数为U2,已知U2U1相差1V,求:

(1)灯泡的额定电流;

(2)电源的电压;

(3)滑动变阻器最大阻值;

(4)该电路消耗的最小电功率。

【答案】(1)0.5A;(2)9V;(3)32Ω;(4)2.275W。

【解析】

(1)灯泡的额定电流I=0.5A;

(2)当断开S2,闭合S、S1时,R0和灯泡串联,灯泡正常发光,所以电路中的电流是0.5A,则R0两端的电压U1IR0=0.5A×10Ω=5V,电源电压UU+U1=4V+5V=9V;

(3)闭合S、S2,R和灯泡串联,滑动变阻器两端的电压最大时,其阻值最大,所以U2应比U1大1V,即U2=U1+1V=6V,灯泡两端的电压UL=U﹣U2=9V﹣6V=3V灯泡的电阻RL=8Ω,根据串联分压特点可得,,解得:R=16Ω,因为滑片置于中点,所以R滑大=2R=2×16Ω=32Ω;

(4)S1断开S、S2闭合,片P置于最大电阻位置时,R和灯泡串联,此时电阻最大,功率最小, P=2.275W。

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导线规格

导线横截面积 S/mm2

2.5

4

6

10

安全载流量 I/A

28

37

47

68

(1)求电热丝 R1 的阻值;

(2)从用电安全角度考虑,安装该电热水器时,至少应选择表中横截面积为多大的铜芯导线?请通过计算说明;

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(2)小雪同学看了晓彤的设计后认为该设计还有不足之处,请指出该设计的两点不足:

________;②________

(3)同学们经过讨论,在晓彤设计的基础上进行了改进,克服了上述的不足,请你将改进后的电路图画在图方框内.(可改动元件)________

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