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[!--downpath--]1、將標(biāo)有“6V3W”的小燈泡L與最大阻值100W的滑動(dòng)變阻器R連接在總電流恒定為18V的電路中,如圖所示。 電壓表和電流表選用的電阻值分別為“0~0.6A”和“0~15V”。 要求開關(guān)S閉合后,兩只水表的指示不超過所選電阻值的最大檢測(cè)值,燈泡L兩端的電流不超過額定值(假設(shè)鎢絲的內(nèi)阻保持不變)。 求:
(1)燈泡的電阻值;
(2)電路消耗的總電功率的最大值;
(3)小燈泡L消耗的電功率最小值;
(4)滑動(dòng)變阻器R消耗的電功率范圍。
思路指導(dǎo):如果您的思路不清楚,請(qǐng)按照指導(dǎo)一步步完成該過程。
指導(dǎo)一:根據(jù)標(biāo)牌求解燈泡的電阻值:R=U2/P,額定電流6V,額定功率3W。
指南2:電路的定值內(nèi)阻和功率可以通過公式推算出來。 問題(2)電路的最大功率可以借助P=UI推導(dǎo)出來。 U表示電源電流不變,只需電壓I取最大值,即電路中的電阻在安全范圍內(nèi)取最小值。 (3)式中燈泡的最小功率可由P=U2/R=I2R求得。 當(dāng)要求燈泡兩端電壓最小時(shí),燈泡的功率取最小值。 此時(shí)滑動(dòng)變阻器的阻值在安全范圍內(nèi)取最大值。 價(jià)值。
指南3:從指南2可知,解決本題第(2)、(3)個(gè)問題的常規(guī)方法是首先找到滑動(dòng)變阻器的取值范圍。 電路中限制滑動(dòng)變阻器取值范圍的誘因有三個(gè):燈泡的銘牌、電流表、電流表電阻。 由方程求解:
A、從燈泡標(biāo)簽上可以看出,最大電壓不超過0.5A額定電功率怎么求,電壓表限制無效。 U/(RL+R)≤0.5A
B、電流表極限,滑動(dòng)變阻器兩端電流不超過0-15V。 UR/(RL+R)≤15V
解決方法:滑動(dòng)變阻器的取值范圍為24Ω~60Ω。
指南4:?jiǎn)栴}(2)當(dāng)滑動(dòng)變阻器為24Ω時(shí),電路功率最大,此時(shí)電壓為0.5A。 可以根據(jù)最小電阻值24Ω來估算; 也可以直接根據(jù)最大電壓0.5A來估算。
指南5:?jiǎn)栴}(3)當(dāng)滑動(dòng)變阻器為60Ω時(shí),小燈泡的電功率取最小值。 此時(shí)滑動(dòng)變阻器兩端對(duì)應(yīng)的最大電流為15V,燈泡兩端的最小電流為18V-15V=3V。 可以根據(jù)最大內(nèi)阻60Ω來估算,也可以直接根據(jù)燈泡兩端最小電流為3V來估算。
指南6:串聯(lián)電路中,當(dāng)滑動(dòng)變阻器的阻值與其他定值內(nèi)阻相等時(shí),滑動(dòng)變阻器的功率最大。 電阻差越大,滑動(dòng)變阻器的功率越小。 因此,當(dāng)滑動(dòng)變阻器的阻值等于12Ω時(shí),滑動(dòng)變阻器的功率最大,為6.75W; 當(dāng)滑動(dòng)變阻器的內(nèi)阻等于60Ω時(shí),滑動(dòng)變阻器的功率最小,為0.75W。
練習(xí):下圖是臥室天然氣安全監(jiān)測(cè)的部分電路原理圖。電源電流不變,R0為定值內(nèi)阻,R為半導(dǎo)體材料制成的氣敏內(nèi)阻。 開始時(shí),R>R0,氣敏內(nèi)阻的阻值會(huì)隨著天然氣含量的減少而變小,并大于R0。 關(guān)閉開關(guān)S。如果臥室內(nèi)的天然氣含量下降,則會(huì)發(fā)生以下情況:
正確的是()
A.電流表的讀數(shù)變大額定電功率怎么求,電壓表的讀數(shù)變小。
B、氣敏內(nèi)阻R的阻值變小,電流表和電壓表的指示比值變大。
C.電路總功率變大,內(nèi)阻R0的功率變小。
D.氣敏內(nèi)阻R的功率先增大后減小
參考答案:D