分析 (1)由图象读出灯泡正常发光时的电流,由I=$\frac{U}{R}$计算灯泡正常发光时的电阻值;
(2)当开关S、S2闭合,S1、S3断开,L与R2串联,P至于最右端,由串联电路特点和电流表示数从图象中读出此时灯泡的电压,并计算此时灯泡电阻;
P中点时灯泡正常光,根据电源电压不变,由欧姆定律列式计算变阻器最大值和电源电压;
(3)当开关S、S1、S2、S3都闭合时,R1、R2并联,由并联电路特点和电流表量程,由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$计算电路的总功率最小值,由欧姆定律计算变阻器的取值范围.
解答 解:
(1)由题知灯泡的额定电压为12V,由图象读出灯泡正常发光时的电流为1.0A,
由I=$\frac{U}{R}$可得灯泡正常发光时的电阻值:
RL=$\frac{{U}_{额}}{{I}_{额}}$=$\frac{12V}{1.0A}$=12Ω;
(2)由电路图知,当开关S、S2闭合,S1、S3断开时,L与R2串联,P至于最右端时变阻器连入阻值最大,
由串联电路特点和电流表示数知:I=IL=I2=0.8A,
由图象知此时灯泡的电压:UL=6V,
此时灯泡电阻:RL′=$\frac{{U}_{L}}{{I}_{L}}$=$\frac{6V}{0.8A}$=7.5Ω,
滑片P至中点时,变阻器连入阻值为$\frac{1}{2}$R2,小灯泡恰好正常发光,
电源电压不变,由I=$\frac{U}{R}$可得:
I额(RL+$\frac{1}{2}$R2)=I(RL′+R2)
即:1.0A×(12Ω+$\frac{1}{2}$R2)=0.8A×(7.5Ω+R2)
解得:R2=20Ω,代入可得电源电压:U=22V;
(3)由电路图知,当开关S、S1、S2、S3都闭合时,R1、R2并联,
当变阻器连入阻值最大时总功率最小,P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得电路的总功率最小值:
Pmin=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{1}}$+$\frac{{U}^{2}}{{R}_{2}}$=$\frac{(22V)^{2}}{22Ω}$+$\frac{(22V)^{2}}{20Ω}$=46.2W;
由并联电路电压特点和欧姆定律可得通过R1的电流:
I1=$\frac{U}{{R}_{1}}$=$\frac{22V}{22Ω}$=1A,
电流表量程0-3A,所以电路的最大电流Imax=3A,所以通过R2的最大电流:
I2max=Imax-I1=3A-1A=2A,
此时变阻器连入阻值最小:
R2min=$\frac{U}{{I}_{2max}}$=$\frac{22V}{2A}$=11Ω,
所以变阻器的调节范围为11~20Ω.
答:(1)小灯泡正常发光时的电阻为12Ω.
(2)电源电压为22V.
(3)当开关S、S1、S2、S3都闭合时,电路中消耗的最小功率为46.2W,变阻器的调节范围为11~20Ω.
点评 本题考查了串联和并联电路特点、欧姆定律以及电功率公式的应用,关键是利用好电源电压不变这一条件,注意知道灯泡电阻是变化的.
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:解答题
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科目:初中物理 来源: 题型:多选题
A. | 在AB段运动时,物体只受1对平衡力的作用 | |
B. | 在AB段运动时,物体受惯性作用保持匀速直线运动 | |
C. | 在BC段物体所受重力与其对地面的压力是同一个力 | |
D. | 在BC段物体运动的速度变小,受到的摩擦力也变小 |
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科目:初中物理 来源: 题型:实验探究题
一些物体的功能 | |
行走的牛 | 约60J |
跑百米的运动员 | 约3×103J |
飞行的步枪子弹 | 约5×103J |
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科目:初中物理 来源: 题型:多选题
A. | 掷篮球时手给球的力大于球给手的力 | |
B. | 射箭运动时,箭离弦瞬间,弓的弹性势能转化为箭的动能 | |
C. | 体操运动员上单杠前在手上涂抹防滑粉是为了增大手与单杠之间的摩擦力 | |
D. | 举重运动员举起杠铃后应保持一段时间不动等待裁判确认,在这段时间内运动员没有对杠铃做功 |
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科目:初中物理 来源: 题型:选择题
A. | 承德夏季的最高气温约为60℃ | |
B. | 一支普通2B铅笔的质量约为200g | |
C. | 普通教室门的高度约为2m | |
D. | 中学生百米赛跑时的速度约为20m/s |
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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:填空题
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