分析 根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$计算灯泡电阻,根据P=I2R计算灯泡功率在25W和64W时的电流,从而计算总电阻,根据串联电路特点计算串联电阻的大小,从而确定串联电阻的大小;
根据P=UI计算总功率的变化情况.
解答 解:
由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得灯泡电阻:
RL=$\frac{{{U}_{额}}^{2}}{{P}_{额}}$=$\frac{(220V)^{2}}{100W}$=484Ω,
由P=I2R,当灯泡功率为25W时,电路中电流:
I1=$\sqrt{\frac{{P}_{1}}{{R}_{L}}}$=$\sqrt{\frac{25W}{484Ω}}$=$\frac{5}{22}$A,
此时电路的总电阻:
R总=$\frac{U}{{I}_{1}}$=$\frac{220V}{\frac{5}{22}A}$=968Ω,
所以串联电阻为R=R总-RL=968Ω-484Ω=484Ω;
此时电路的总功率:P总=UI=220V×$\frac{5}{22}$A=50W;
同理:当灯泡功率为64W时,电路中电流:
I2=$\sqrt{\frac{{P}_{2}}{{R}_{L}}}$=$\sqrt{\frac{64W}{484Ω}}$=$\frac{4}{11}$A,
此时电路的总电阻:
R总′=$\frac{U}{{I}_{2}}$=$\frac{220V}{\frac{4}{11}A}$=605Ω,
所以串联电阻为R′=R总′-RL=605Ω-484Ω=121Ω;
此时电路的总功率:P总′=UI′=220V×$\frac{4}{11}$A=88W;
为了使灯泡能在25W~64W之间变化,应与灯泡串联一个121Ω的定值电阻,再串联一个最大值为R-R′=484Ω-121Ω=363Ω的滑动变阻器即可;
电路消耗总功率50W~88W.
答:
为使灯工作的功率在25W~64W之间变化,应给灯泡串联一个121Ω和一个最大值为363Ω的滑动变阻器;
电路总功率的变化范围是50W~88W.
点评 本题考查了串联电路特点、欧姆定律和电功率公式的应用,关键是灵活运用公式.
科目:初中物理 来源: 题型:解答题
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实验 次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
电压/V | 1.0 | 1.5 | 2.0 | 2.5 | 2.8 |
电流/A | 0.10 | 0.15 | 0.20 | 0.25 | 0.28 |
实验次数 | 1 | 2 | 3 |
电阻/Ω | 10 | 15 | 20 |
电流/A | 0.20 | 0.14 | 0.10 |
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