如图所示,电源电压为8V且保持不变,小灯泡额定功率为3W且灯丝电阻不随温度改变.当开关S1、S2都闭合时,滑动变阻器R2滑片位于A端,电压表V1的示数为U1,电...

2023-04-25 04:46发布

这道初中物理的题目是:
如图所示,电源电压为8V且保持不变,小灯泡额定功率为3W且灯丝电阻不随温度改变.当开关S1、S2都闭合时,滑动变阻器R2滑片位于A端,电压表V1的示数为U1,电压表V2的示数为U2,电流表的示数为I1,电阻R1消耗的电功率为P1;当只闭合开关S1时,滑动变阻器R2滑片位于中点,电压表V1的示数为U1′,电压表V2的示数为U2′,电流表的示数为I2,电阻R1消耗的电功率为P1′;仍只闭合开关S1,再将滑动变阻器R2滑片滑至B端,此时小灯泡恰好正常发光.已知:U1﹕U1′=5﹕12,U2﹕U2′=10﹕3.请你计算出:

(1)P1与P1′的比值;
(2)小灯泡的额定电压;
(3)滑动变阻器R2的最大阻值.
1条回答
真心球迷
2023-04-25 04:51
这道初中物理题的正确答案为:
(1)P1与P1′的比值为25:9;
(2)小灯泡的额定电压为6V;
(3)滑动变阻器R2的最大阻值为8Ω.
解题思路
当开关S1、S2都闭合时,滑动变阻器R2滑片位于A端,等效电路如图a所示;
当只闭合开关S1时,滑动变阻器R2滑片位于中点时,等效电路如图b所示;
仍只闭合开关S1,再将滑动变阻器R2滑片滑至B端时,等效电路图如图c所示.

(1)由图a和图b可知:
U2=I1R2,U2′=I2×1 /2 R2,则
U2::U′2 =I1R2 /I2×1/ 2 R2 ="10:" 3 ,
解得:I1: I2 ="5:" 3 ,
P1: P′1 =I12R1: I22R1 =(I1 :I2 2=(5:3 )2="25" :9 ;
(2)因电源的电压不变,则
(R1+RL+1/ 2 R2 )/(R1+R2 )=I1: I2 ="5" :3 ,
解得:4R1+7R2=6RL-------①
因U1﹕U1ˊ=5﹕12,则
I1R1/ I2(R1+RL) =I1 /I2×R1/(R1+RL )="5;" 3 ×R1/( R1+RL) ="5" :12 ,
解得:RL=3R1-------------②
②代入①可得:RL="3/" 2 R2,
由图c,因灯泡正常发光,
所以灯泡的额定电压UL=RL/( R1+RL) U=3R1 /(R1+3R1) ×8V=6V;
(3)因灯泡的额定功率为3W,
所以灯泡的电阻RL=U2L/ PL =(6V)2 /3W =12Ω,
滑动变阻器的最大阻值:
R2="2/" 3 RL="2/" 3 ×12Ω=8Ω.

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