星期天,小聰和小明根據課本中有關“綜合實踐活動”的要求與提示,找來了“12V、12W”的燈泡、電壓恒定為12V的電源、開關、導線以及幾個阻值相同的電阻,自制了一個亮度可調節(jié)的小臺燈,其電路如圖所示.假設燈泡電阻為RL,且不因溫度而發(fā)生變化,已知R1=R2=R3=.在調節(jié)開關從“0”到“3”檔的過程中:
(1)燈泡的亮度將如何變化?寫出分析依據.
(2)燈泡兩端的最小電壓是多少?燈泡功率的調節(jié)范圍是多少?
解:(1)由圖可知:燈泡和各檔位的電阻串聯(lián)
在開關從“O”檔調到“3”檔的過程中,接入電路中的總電阻增加,
根據I=可知:燈泡的電流減小,
由公式P=I2R可知:燈泡的實際功率減小,所以亮度減小.
答:燈泡的亮度將減小,分析的依據是:串聯(lián)電路中電阻增大,電流減小,實際功率就減小,燈泡變暗.
(2)由P=得:
燈泡的電阻RL==12Ω;
當開關節(jié)接“3”時,燈泡的功率最小,
R總=RL+R1+R2+R3=24Ω,
I===0.5A
燈泡的電壓UL=IRL=0.5A×12Ω=6V,
燈泡的功率P小=I2×RL=(0.5)2×12Ω=3W;
當開關節(jié)接“0”時,燈泡的功率最大
∵U實際=U額定
∴P大=P額=12W.
答:燈泡兩端的最小電壓是6V;燈泡功率的調節(jié)范圍是3W~12W.
由圖可知:燈泡和各檔位的電阻串聯(lián);
(1)調檔位時,總電阻變大,電流減小,由P=I2R可知,實際功率減小,所以燈泡亮度變暗;
(2)在3檔位時,由歐姆定律求出電路中的電流最小,由P=I2R求出燈泡的最小功率及其兩端的電壓;在0檔位時,總電阻最小,電流最大,由實際電壓等于額定電壓,求出燈泡最大功率,即可求出功率的調節(jié)范圍.
點評:本題的關鍵:一是調節(jié)檔位時,利用電路中電流的變化判斷燈泡實際功率的變化,二是在何時燈泡功率最大和最小,再利用功率公式和歐姆定律即可求出.
物理解題技巧分享:平面鏡:物像相等鏡對稱,物動像動含2倍,鐘面問題十二減,全像鏡長物一半。