如圖所示電路中,S爲一單刀雙擲開關,燈泡L1上標有「3V、1.5W」的字樣,L2的電阻爲12歐,電源電壓恆爲18伏.當開

題目:

如圖所示電路中,S爲一單刀雙擲開關,燈泡L1上標有「3V、1.5W」的字樣,L2的電阻爲12歐,電源電壓恆爲18伏.當開關S撥到a,滑動變阻器R的滑片位於變阻器的中點時,正常發光.當S撥到b,滑動變阻器R的滑片位於變阻器的右端時,燈泡消耗的功率正好爲其額定功率的

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解答:

(1)∵P=UI,
∴燈L1正常發光時的電流I1=
PL1
UL1=
1.5W
3V=0.5A,
燈L1正常發光時,滑動變阻器兩端的電壓U=U-UL1=18V-3V=15V,
此時滑動變阻器接入電路的阻值R=
U滑
I1=
15V
0.5A=30Ω,
此時滑動變阻器R的滑片位於變阻器的中點,
則滑動變阻器的最大阻值R=2R=2×30Ω=60Ω.
(2)當開關撥到b時,燈泡L2與滑動變阻器串聯,
滑動變阻器R的滑片位於變阻器的右端,
滑動變阻器接入電路阻值爲其最大阻值R=60Ω,
此時電路電流I=
U
RL2+R=
18V
12Ω+60Ω=0.25A,
此時燈泡L2的實際功率PL2實=I2RL2=(0.25A)2×12Ω=0.75W,
由題意知,燈泡L2的額定功率PL2額=4PL2實=4×0.75W=3W,
∵P=
U2
R,
∴燈泡L2的額定電壓:
UL2額=
PL2額RL2=
3W×12Ω=6V;
答:燈泡L2的額定電壓是6V,額定功率是3W.

試題解析:

(1)由燈泡L1的銘牌可知,燈泡額定電壓是3V,額定功率是1.5W,由電功率的變形公式可以求出燈泡正常發光時的電流;由電路圖可知,開關撥到a時,燈泡L1與滑動變阻器串聯,由串聯電路特點求出滑動變阻器兩端電壓,然後由歐姆定律求出滑動變阻器接入電路的阻值,最後求出滑動變阻器的最大阻值.
(2)由電路圖可知,當開關撥到b時,燈泡L2與滑動變阻器串聯,由串聯電路特點及歐姆定律求出電路電流,由電功率公式求出燈泡L2的實際功率,根據題意求出燈泡L2的額定功率,最後由電功率的變形公式求出燈泡L2的額定電壓.

名師點評:

本題考點: 電功率的計算.
考點點評: 本題考查了求燈泡的額定電壓與額定功率問題,難度較大,分析清楚電路結構、熟練應用串聯電路特點、電功率公式及其變形公式、歐姆定律即可正確解題.

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