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【题目】如图所示,电路中电源电压和灯L的电阻保持不变,定值电阻R=20Ω,灯L标有“8V 6.4W”字样,电流表用00.6A量程,电压表用015V量程.

1)灯泡L的电阻为多少?

2)开关S1闭合,S2S3断开时,电压表的示数为6V,电源电压为多少?

3)将滑动变阻器的滑片移到b端,闭合开关S1S2S3时,电流表的示数为0.6A,滑动变阻器的最大电阻为多少?

4)当开关S2闭合,S1S3断开,在确保电路安全的情况下,当电路消耗的功率最大时,滑动变阻器消耗的功率是多少?

【答案】110Ω

29V

360Ω

41.8W

【解析】

1)知道灯泡的额定电压和额定功率,根据P=UI求出额定电流,根据欧姆定律求出电阻;

2)开关S1闭合,S2S3断开时,RL串联,电压表测R两端的电压,根据欧姆定律求出电路中的电流,再根据欧姆定律求出灯泡两端的电压,利用串联电路的电压特点求出电源的电压;

3)将滑动变阻器的滑片移到b端,闭合开关S1S2S3时,R与滑动变阻器的最大值并联,电流表测干路电流,根据并联电路的电压特点和欧姆定律求出通过R的电流,再根据并联电路的电流特点求出通过滑动变阻器的电流,利用欧姆定律求出滑动变阻器的最大阻值;

4)当开关S2闭合,S1S3断开,滑动变阻器与灯泡串联,根据灯泡的额定电流和电流表的量程确定电路中的最大电流,此时电路消耗的功率最大,根据欧姆定律求出灯泡两端的电压,利用串联电路的电压特点求出滑动变阻器两端的电压,利用P=UI求出滑动变阻器消耗的功率.

1)根据P=UI可得,灯泡的额定电流:

IL===0.8A

根据欧姆定律可得,灯泡的电阻:

RL===10Ω

2)开关S1闭合,S2S3断开时,RL串联,电压表测R两端的电压,

串联电路中各处的电流相等,

电路中的电流:

I===0.3A

此时灯泡两端的电压:

UL=IRL=0.3A×10Ω=3V

串联电路中总电压等于各分电压之和,

电源的电压:

U=UR+UL=6V+3V=9V

3)将滑动变阻器的滑片移到b端,闭合开关S1S2S3时,R与滑动变阻器的最大值并联,电流表测干路电流,

并联电路中各支路两端的电压相等,

通过R的电流:

IR===0.45A

并联电路中干路电流等于各支路电流之和,

通过滑动变阻器的电流:

Iab=IIR=0.6A0.45A=0.15A

滑动变阻器的最大阻值:

Rab===60Ω

4)当开关S2闭合,S1S3断开,滑动变阻器与灯泡串联,

灯泡的额定电流为0.8A,电流表的量程为00.6A

为确保电路安全,电路中的最大电流为0.6A

此时灯泡两端的电压:

UL′=ImaxRL=0.6A×10Ω=6V

滑动变阻器两端的电压:

U=UUL′=9V6V=3V

滑动变阻器消耗的功率:

P=UImax=3V×0.6A=1.8W

答:(1)灯泡L的电阻为10Ω

2)电源电压为9V

3)滑动变阻器的最大电阻为60Ω

4)当开关S2闭合,S1S3断开,在确保电路安全的情况下,当电路消耗的功率最大时,滑动变阻器消耗的功率是1.8W

练习册系列答案
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A.灯泡L1L2串联,电压表测的是L2的电压

B.若仅L1短路,则电流表有示数、电压表有示数

C.若仅L1断路,则电流表无示数、电压表有示数

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A.B.

C.D.

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太阳能路灯

图甲是我市S327省道两边的太阳能路灯,它由太阳能电池板、控制器、24V的蓄电池组、LED发光二极管、灯杆及灯具外壳组成。它的结构示意图如图乙,工作时能量流程图如图丙。

LED发光二极管是一种半导体器件,它具有工作电压低(2~4V)、耗能少、寿命长、稳定性高、响应时间短、对环境无污染、多色发光等优点。它与普通的白炽灯发光原理不同,可以把电直接转化为光。实验测得LED发光二极管两端加不同电压时的电流,数据如下表:

电压/V

1

1.5

2.0

2.3

2.5

2.8

3.0

3.3

3.5

3.6

3.7

电流/mA

0

0

0

5

10

60

160

380

690

900

1250

(1) 关于流程①和②的能量转化,下列说法正确的是_________

A. 流程①是将太阳能转化为电能,流程②是将电能转化为光能

B. 流程①是将电能转化为化学能,流程②是将化学能转化为电能

C. 流程①是将电能转化为化学能,流程②是将电能转化为光能

D. 流程①是将太阳能转化为电能,流程②是将化学能转化为光能

(2)为使额定电压为3.3VLED发光二极管正常工作,应将_____LED发光二极管串联才能安全使用。

(3)如图乙所示,一般情况下关于控制开关S的接通状态下列说法正确的是_________

A.白天Sa接通,夜晚Sb接通 B.白天Sa接通,夜晚Sc接通

C.白天Sb接通,夜晚Sc接通 D.白天Sc接通,夜晚Sa接通

(4)这种LED发光二极管的电压从2.5V变化到3.6V时,LED的功率增加了________W

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A. B. C. D.

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A.

B.

C.

D.

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A.实验中,电流表示数越大说明电阻越大

B.研究电阻与长度的关系可以选cd

C.研究电阻与横截面积的关系可以选ac

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