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  • 难度: 使用次数:95 入库时间:2018-10-27

    在如图电路中,电源电压恒定,滑动变阻器的规格为“40Ω 1A”。当在AB间接入灯泡L时,闭合开关,当滑片位于中点,灯泡L正常发光,此时灯泡L的电阻值与图乙的电阻Ra阻值相等,电流表示数为0.5A.若将图乙中电阻RaRb以不同的连接方式接入AB间时,闭合开关,并调节滑片P,则Ra的最小功率为0.4W:而在通电时间相同情况下,电阻Rb消耗的最小电能为W1,消耗的最大电能为W2.求:

    1)灯泡正常工作时,电压表的示数;

    2)灯泡的额定功率;

    3)电阻Rb消耗的电能W1W2之比。

     

    答案


    解:

    由乙图可知,RaRb的阻值分别为:Ra===10ΩRb===25Ω

    1)当在AB间接入灯泡L时,闭合开关,R与灯泡串联,当滑片位于中点即R==20Ω,此时电流表测电路电流I=0.5A,电压表测R两端电压,

    可得电压表示数:U=IR=0.5A×20Ω=10V

    2)灯泡正常发光,其额定功率与实际功率相等:

    根据题意,此时灯泡的电阻:R=Ra=10Ω

    则灯泡的额定功率:P=P=I2R=0.5A2×10Ω=2.5W

    3)由P=UI=I2R可知,当电路中电流最小时,定值电阻消耗的电功率最小,

    可得当调节滑片P,则Ra的最小功率为Pa=0.4W时,电阻RaRb是串联方式接入AB间的,由P=UI可知,此时变阻器接入电路中的电阻最大,

    此时电路中的电流:I===0.2A

    电阻Rb消耗的最小电能为:W1=I2 Rbt=0.2A2×25Ω×t﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①,

    电源电压:U=IR=0.2A×(10Ω+25Ω+40Ω=15V

    电阻RaRb以并联方式接入AB间,由滑动变阻器的规格为“40Ω 1A”,所以电路中最大电流不能超过1A,即当I=1A时,此时Rb消耗的电功率最大,在相同时间内消耗的电能最大;

    由于RaRb并联,根据分流原理可得: ===

     Ia+Ib=I=1A,故可得Ib=A

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