(2006•钦州)如图所示,小灯泡L标有“6V 3W”字样,滑动变阻器的最大阻值为100Ω,电压表的量程是0~15V.闭

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  • 解题思路:(1)从电路图可知,灯泡与滑动变阻器串联,电压表测量滑动变阻器两端的电压,灯泡正常发光时,额定电压已知,还知道电压表的示数,可求电源电压.

    (2)已知灯泡的额定电压和额定功率,根据公式R=

    U

    2

    P

    可求灯泡的电阻,再利用公式I=[U/R]可求此时电路电流,最后利用公式P=I2R求出小灯泡消耗的实际功率.

    (3)在不超过小灯泡额定电压和电压表量程的情况下,灯泡允许通过的最大电流根据公式I=[P/U]可求,再利用欧姆定律求出总电阻,进一步求出滑动变阻器接入电路的电阻;电压表的最大示数为15V,求出此时电路的电流,根据欧姆定律求出滑动变阻器接入电路的电阻.

    (1)由题意,灯泡和滑动变阻器串联,电压表测量的是滑动变阻器两端的电压,电压表示数是12V,小灯泡正常发光,电压为6V,

    因此电源电压U=UL+UR=6V+12V=18V.

    答:电源电压为18V.

    (2)灯泡的电阻RL=

    UL2

    PL=

    (6V)2

    3W=12Ω,滑动变阻器接入电路中的电阻为33Ω时,

    此时电路电流I=[U

    RL+R=

    18V/12Ω+33Ω]=0.4A

    ∴小灯泡消耗的实际功率PL′=I2RL=(0.4A)2×12Ω=1.92W

    答:小灯泡消耗的实际功率为1.92W.

    (3)①不超过灯泡的额定电压,即电路中的最大电流等于灯泡的额定电流,I=

    PL

    UL=[3W/6V]=0.5A,

    电路中总电阻最大为R=[U/I]=[18V/0.5A]=36Ω

    ∴此时滑动变阻器接入电路的阻值为R=R-RL=36Ω-12Ω=24Ω.

    ②电压表示数最大为15V,此时灯泡两端的电压为UL′=18V-15V=3V,电路中的电流为IL′=

    UL′

    RL=[3V/12Ω]=0.25A,

    ∴此时滑动变阻器接入电路的电阻R=

    UR′

    IL′=[15V/0.25A]=60Ω.

    ∴滑动变阻器接入电路的阻值为24Ω~60Ω.

    答:滑动变阻器允许连入电路的阻值范围是24Ω~60Ω.

    点评:

    本题考点: 串联电路的电压规律;欧姆定律的应用;电功率的计算;实际功率.

    考点点评: 本题考查电阻、电流、电压、实际功率等的计算,关键是欧姆定律及其变形的灵活运用,知道灯泡正常发光时两端的电压为额定电压,串联电路电压和电阻的规律,会分析电路的组成,难点是求滑动变阻器的阻值范围.