分析 (1)当S1、S2均闭合,滑片P滑到b端时,R2短路,灯L与滑动变阻器并联,电流表A1测量干路电流,电流表A2测量通过灯泡L的电流.根据并联电路电流特点和电流表示数特点得到两只电流表的示数;已知滑动变阻器最大阻值和通过的电流,根据欧姆定律的应用即可求出电源电压,即灯泡的额定电压,再根据P=UI求出灯泡的额定功率;
(2)当S1、S 2均断开,滑片P置于滑动变阻器的中点时,R2与Rap串联,电流表A1测量电路电流.已知电源电压和电路电流,可以得到串联电路总电阻;
已知串联电路总电阻和滑动变阻器接入电路的电阻,两者之差就是R2的阻值;
(3)电源电压一定,要使整个电路消耗的功率最小,由公式P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知,电路总电阻最大.据此确定用电器连接方式并计算电功率大小.
解答 解:
(1)S1、S2均闭合,滑片P滑到b端时,R2短路,灯L与滑动变阻器并联,电流表A1测量干路电流,电流表A2测量通过灯泡L的电流.
因为并联电路中干路电流等于各支路电流之和,因此电流表A1的量程为0~3A,分度值为0.02A,示数为1A;
电流表A2的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.2A;
则通过滑动变阻器的电流:I滑=1A-0.2A=0.8A;
由I=$\frac{U}{R}$可知,灯泡的额定电压(电源电压):U=I滑R1=0.8A×20Ω=16V;
灯泡的额定功率:P=UIL=16V×0.2A=3.2W;
(2)S1、S 2均断开,滑片P置于滑动变阻器的中点时,R2与Rap串联;
电路总电阻:R总=$\frac{U}{{I}_{串}}$=$\frac{16V}{0.4A}$=40Ω;
R2的阻值:R2=R总-$\frac{1}{2}$R1=40Ω-$\frac{1}{2}$×20Ω=30Ω;
(3)由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知:U一定,当R总最大时,电路功率P最小,所以当S1、S2均断开且滑片P滑到b端时,R1与R2串联,此时R总最大,则R总=30Ω+20Ω=50Ω,
电路消耗的最小功率:P最小=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{总}}$=$\frac{(16V)^{2}}{50Ω}$=5.12W.
答:
(1)灯泡的额定电压为16V;灯泡的额定功率为3.2W;
(2)R2的电阻为30Ω;
(3)整个电路消耗的最小电功率为5.12W.
点评 此题考查的是我们对串联电路、并联电路特点和欧姆定律、电功率有关公式的掌握和应用,根据开关的开合确定用电器连接关系,是正确解答此题的第一步.
科目:初中物理 来源: 题型:选择题
A. | 1.2 m/s | B. | 2 m/s | C. | 120 m | D. | 120 m/s |
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科目:初中物理 来源: 题型:选择题
A. | 电烙铁产生的热量最多 | B. | 电风扇产生的热量最多 | ||
C. | 电视机产生的热量最多 | D. | 三个用电器产生的热量一样多 |
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科目:初中物理 来源: 题型:选择题
A. | 76厘米汞柱 | B. | 50厘米汞柱 | C. | 30厘米汞柱 | D. | 26厘米汞柱 |
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科目:初中物理 来源: 题型:多选题
A. | 家庭电路中用电器都是串联的 | |
B. | 家庭电路保险丝熔断一定是由于电路短路 | |
C. | 有金属外壳的家用电器接地线是为了保证使用安全 | |
D. | 家庭电路中一定要安装保险丝(或其他保护设备) |
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科目:初中物理 来源: 题型:选择题
A. | 电压表示数不变,电流表示数变大 | B. | 电压表示数变大,电流表示数变小 | ||
C. | 电压表和电流表的示数比值不变 | D. | 电压表和电流表的示数乘积变小 |
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科目:初中物理 来源: 题型:填空题
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