(2013•遵义)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

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  • 解题思路:(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,S2、S3断开时,R与L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S1、S2、S3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,S1、S3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额=

    PL额

    UL额=[6.4W/8V]=0.8A,

    根据欧姆定律可得,灯泡的电阻:

    RL=

    UL额

    IL额=[8V/0.8A]=10Ω;

    (2)开关S1闭合,S2、S3断开时,R与L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=

    UR

    R=[6V/20Ω]=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S1、S2、S3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=[U/R]=[9V/20Ω]=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=I-IR=0.6A-0.45A=0.15A,

    滑动变阻器的最大阻值:

    Rab=[U

    Iab=

    9V/0.15A]=60Ω;

    (4)当开关S2闭合,S1、S3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0~0.6A,

    ∴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=U-UL′=9V-6V=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,S1、S3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.

    点评:

    本题考点: 欧姆定律的应用;串联电路的电流规律;并联电路的电流规律;串联电路的电压规律;并联电路的电压规律;电路的动态分析;电功率的计算.

    考点点评: 本题考查了串联电路和并联电路的特点以及欧姆定律、电功率公式的灵活应用,关键是开关闭合、断开时电路串并联的辨别,要注意在确保电路安全的情况下电路最大电流的确定.