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精英家教网在图所示的电路中,设电源电压不变,灯泡L上标有“6V,3W”字样,当K1闭合,单刀双掷开关K2接a时,灯泡L正常发光;当K1断开,单刀双掷开关K2接b时,电压表示数为3V.(设灯丝的电阻不变)
求:(1)电源电压是多少伏?
(2)电阻R的阻值是多少欧?
(3)K1断开,K2接b时,该灯泡L在1分钟内消耗的电能为多少焦耳?
分析:灯泡L上标有“6V,3W”字样,表示此灯泡正常发光时,两端电压为6V,消耗的电功率为3W.
当K1闭合,单刀双掷开关K2接a时,灯泡L与定值电阻R并联,电压表示数U=UL=UR
当K1断开,单刀双掷开关K2接b时,灯泡L与定值电阻R串联,电压表测定值电阻R两端的电压.
解答:解:
(1)当K1闭合,单刀双掷开关K2接a时,L与R并联
∵灯泡L正常发光
∴U=6V;
(2)当K1断开,单刀双掷开关K2接b时,L与R串联,电压表测量电阻R两端的电压;
灯L的阻值:RL=
UL额2
PL额
=
(6V)2
3W
=12Ω;
灯L两端的电压:UL=U-UR=6V-3V=3V,
干路电流:I=
UL
RL
=
3V
12Ω
=
1
4
A,
R的阻值:R=
UR
I
=
3V
1
4
A
=12Ω.
(3)由(2)知:I=
1
4
A,UL=3V,t=1min=60s;
∴W=ULIt=3V×
1
4
A×60s=45J.
答:(1)电源电压6V;(2)R阻值12Ω;(3)消耗电能45J.
点评:开关的断开闭合、单刀双掷开关的位置变化,都会引起电路的变化,此时首先要弄清电路的具体情况,再结合欧姆定律和串并联电路电压电流关系来求解.
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(1)电源电压是多少?
(2)滑动变阻器R的最大阻值是多少?
(3)当开关S1断开,S2接b,且滑动变阻器滑片P在最右端时,灯泡的实际功率为多少?

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