在如图所示的电路中,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~15V,电源电压U=18V。灯泡的阻值保持不变。(请画出每个小题的等效电路图)
(1)闭合开关S1、S3时,电路消耗的功率为16.2W,则灯泡R1的阻值为多少?
(2)闭合开关S1、S2、S3时,电路消耗的总功率为27W,则灯泡R2的阻值为多少?(请写出该小题的解题思路后再求解)
(3)闭合开关S4。然后,分别闭合S1、S2,在不损坏电流表、电压表的情况下,通过调节滑动变阻器,使电路中的电流都达到允许的最大值。这两种情况滑动变阻器消耗的功率之比为多少?
(1)公式0.5分,代数和结果0.5分,共1分
等效电路如案图8。
R1 = = = 20(Ω)
(2)思路和求解各0.5分,共1分
等效电路如案图 9。
思路一: 解法一:
思路二: 解法二:
思路三: 解法三:
(3)若求出一种情况得1分,求出2种情况及比例得2分,共2分
解法一:
①闭合开关S4、S1时,等效电路如案图 10。
当滑片左移时,在不损坏电流表和电压表的情况下有:
若I = 0.6A,U1=I1R1 =IR1= 0.6×20 = 12(V)<15V
∴Imax = 0.6A
∴U3=U-U1 = 18-12 = 6(V)
∴P3=U3I3 = U3Imax= 6×0.6 = 3.6(W)
②闭合开关S4、S2时,等效电路如案图 11。
当滑片左移时,在不损坏电流表和电压表的情况下有:
若I = 0.6A,U2=I2R2=IR2 = 0.6×30 = 18(V)>15V
∴Imax′ = = = 0.5(A)
∴U3′=U-U2max= 18-15 = 3(V)
∴P3′=U3′ I3′ = U3′ Imax′ = 3×0.5 = 1.5(W)
∴= =
解法二:
①
∴当R3=10Ω时,电路的电流最大
∴P3=I3max2R3 =Imax2R3=()2R3 = ()2×10 = 3.6(W)
②同理解得:R3′≥6Ω
∴P3′=I3max′ 2R3′=Imax′ 2R3′ =()2R3′ =()2×6 =1.5(W)
∴= =
科目:初中物理 来源: 题型:
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