(2012?西宁)如图所示电路,电源电压不变,灯泡L标有“6V 3W”字样,当S1、S2都断开时,滑片P从b端滑到
(2012?西宁)如图所示电路,电源电压不变,灯泡L标有“6V3W”字样,当S1、S2都断开时,滑片P从b端滑到某一位置C时,滑动变阻器R连入电路的电阻减小6Ω,电流表示...
(2012?西宁)如图所示电路,电源电压不变,灯泡L标有“6V 3W”字样,当S1、S2都断开时,滑片P从b端滑到某一位置C时,滑动变阻器R连入电路的电阻减小6Ω,电流表示数变化了0.1A,灯泡恰好正常发光;保持滑片P的位置不变,闭合S1、S2,电流表示数又变化了1.5A,求:(1)灯泡的电阻和正常工作时的电流;(2)电源电压;(3)当S1、S2都闭合时,调节滑片P,电路消耗总功率的最小值.
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(1)由“6V 3W”可知I额=
=
=0.5A.
RL=
=
=12Ω
答:灯泡的电阻和正常工作时的电流分别为0.5A和12Ω.
(2)当S1、S2都断开时,L和R串联.滑片P移到c时,L正常发光,电路电流为I额,
则滑片P在b端时,电路电流Ib=0.5A-0.1A=0.4A,
∵电源电压不变
∴Ib(RL+Rab)=I额(RL+Rac)
即0.4A×(12Ω+Rab)=0.5A×(12Ω+Rab-6Ω)
得Rab=18Ω,
电源电压U=Ib(RL+Rab)=0.4A×(12Ω+18Ω)=12V.
答:电源电压为12V.
(3)保持滑片P不动,当S1、S2都闭合时,L被短路,R0与Rac并联
Rac=18Ω-6Ω=12Ω
电流表示数:I′=0.5A+1.5A=2A,
通过R0的电流I0=I′-
=2A-
=2A-1A=1A.
∴R0=
=
=12Ω,
滑片P在b端时,电路总功率最小
P最小=
+
=
+
=12W+8W=20W.
答:电路消耗总功率的最小值为20W.
P额 |
U额 |
3W |
6V |
RL=
U额 |
I额 |
6V |
0.5A |
答:灯泡的电阻和正常工作时的电流分别为0.5A和12Ω.
(2)当S1、S2都断开时,L和R串联.滑片P移到c时,L正常发光,电路电流为I额,
则滑片P在b端时,电路电流Ib=0.5A-0.1A=0.4A,
∵电源电压不变
∴Ib(RL+Rab)=I额(RL+Rac)
即0.4A×(12Ω+Rab)=0.5A×(12Ω+Rab-6Ω)
得Rab=18Ω,
电源电压U=Ib(RL+Rab)=0.4A×(12Ω+18Ω)=12V.
答:电源电压为12V.
(3)保持滑片P不动,当S1、S2都闭合时,L被短路,R0与Rac并联
Rac=18Ω-6Ω=12Ω
电流表示数:I′=0.5A+1.5A=2A,
通过R0的电流I0=I′-
U |
Rac |
12V |
12Ω |
∴R0=
U |
I0 |
12V |
1A |
滑片P在b端时,电路总功率最小
P最小=
U2 |
R0 |
U2 |
Rab |
(12V)2 |
12Ω |
(12V)2 |
18Ω |
答:电路消耗总功率的最小值为20W.
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