问题补充:
如图所示,电源电压24V保持不变,灯泡上标有“12V?9W”字样,闭合开关S,当滑动变阻器滑片P在变阻器中点C时,灯泡恰好正常发光.
求:(1)滑动变阻器的最大阻值;
(2)当滑动变阻器滑片P滑向b端时,要求你求出相关的五个物理量.(写出求解过程和结果)
答案:
解:(1)由P=可得,灯泡的电阻:
RL===16Ω,
当滑动变阻器滑片P在变阻器中点C时,灯泡恰好正常发光,此时灯泡两端的电压为12V,
∵串联电路中总电压等于各分电压之和,
∴滑动变阻器两端的电压:
UC=U-UL=24V-12V=12V,
∵串联电路中各处的电流相等,
∴由I=可得:
=,即=,
解得:RC=16Ω,
∴滑动变阻器的最大阻值:
R=2RC=2×16Ω=32Ω;
(2)当滑动变阻器滑片P滑向b端时,灯泡与滑动变阻器的最大阻值串联,
∵串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
∴此时电路中的总电阻R总=R+RL=32Ω+16Ω=48Ω,
此时电路中的电流:
I===0.5A,
灯泡两端的电压:
UL=IRL=0.5A×16Ω=8V,
滑动变阻器两端的电压:
UR=IR=0.5A×32Ω=16V,
灯泡消耗的电功率:
PL=ULI=8V×0.5A=4W,
滑动变阻器消耗的电功率:
PR=URI=16V×0.5A=8W,
电路消耗的总功率:
P=UI=24V×0.5A=12W.
答:(1)滑动变阻器的最大阻值为32Ω;
(2)当滑动变阻器滑片P滑向b端时,电路中的总电阻为48Ω,电路中的电流为0.5A,灯泡两端的电压为8V,滑动变阻器两端的电压为16V,灯泡消耗的电功率为4W,滑动变阻器消耗的电功率为8W,电路消耗的总功率为12W.(以上任意五个物理量均可)
解析分析:(1)已知灯泡的额定电压和额定功率,根据P=求出灯泡的电阻;当滑动变阻器滑片P在变阻器中点C时,灯泡恰好正常发光,此时灯泡两端的电压和额定电压相等,根据串联电路的电压特点求出滑动变阻器两端的电压,根据欧姆定律表示出电路中的电流,利用串联电路的电流特点得出等式,即可求出滑动变阻器的接入电路中的电阻,进一步求出滑动变阻器的最大的阻值;
(2)当滑动变阻器滑片P滑向b端时,灯泡与滑动变阻器的最大阻值串联,根据电阻的串联特点求出电路中的总电阻,根据欧姆定律可求电路中的电流,根据欧姆定律可求灯泡和滑动变阻器两端的电压,根据P=UI求出各用电器消耗的电功率以及电路的总功率.
点评:本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的灵活应用,关键是知道灯泡正常发光时的电压和额定电压相等.
如图所示 电源电压24V保持不变 灯泡上标有“12V?9W”字样 闭合开关S 当滑动变阻器滑片P在变阻器中点C时 灯泡恰好正常发光.求:(1)滑动变阻器的最大阻值;(