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如图所示,电源电压保持不变,有一个额定电压为12V的小灯泡,其U-I图像如图乙所...

如图所示,电源电压保持不变,有一个额定电压为12V的小灯泡,其UI图像如图乙所示,滑动变阻器R2上标有“25Ω 2A”字样,定值电阻R140Ω。只闭合开关S1,滑片处于某一位置a时,电流表的示数Ia0.4A,滑动变阻器的功率为Pa,电阻为Ra;只闭合开关S2,滑片位于位置b时,电流表的示数为Ib,滑动变阻器的功率为Pb,电阻为Rb。已知:RaRb94PaPb41

(1)小灯泡的额定功率是多少?

(2)IaIb为多少?电源电压是多少?

(3)重新选择电流表和电压表量程,用阻值合适的定值电阻代替R1接入电路,要求在只闭合开关S2时,电流表和电压表示数分别能达到满偏,且电路能正常工作,求电路的总功率的最大值和最小值分别是多少?

 

(1)6W;(2)4∶3,15V;(3)9W,7.2W 【解析】 【解析】 (1)由图乙可知,UL=12V时,IL=0.5A 灯泡的额定功率PL=ULIL=12V×0.5A=6W (2)只闭合S1,灯泡与变阻器Ra串联,Ia=0.4A,由图乙可知此时灯泡两端电压UL′=6V,只闭合S2时,电阻R1与变阻器Rb串联,已知Ra∶Rb=9∶4 由===,得= 因为Ia=0.4A,所以Ib=0.3A 两次电路的电源电压分别为 只闭合S1时,U=UL′+IaRa=6V+0.4A×Ra① 只闭合S2时,U=Ib(R1+Rb)=0.3A×(40Ω+Rb)② Ra∶Rb=9∶4③ 由①②③得Ra=22.5Ω,Rb=10Ω,代入①得电源电压U=15V (3)电源电压U=15V,由题意知变阻器与定值电阻串联,故电压表量程只能选0~3V,变阻器标有“2A”,故电流表量程选0~0.6A 当R2=0,I大=0.6A时,电压表示数为0,选取定值电阻阻值最大R大===25Ω 当U2=3V,I大=0.6A时,选取定值电阻阻值最小 R小===20Ω 所以选取定值电阻的取值范围为20~25Ω 当电路中电流最大时,电路总功率最大 P大=UI大=15V×0.6A=9W 当选取的定值电阻最大,且电压表满偏时,电路总功率最小P小=UI小=15V×=7.2W  
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如图所示,电源电压为6VR1R2R3为定值电阻,每个电阻的阻值可能是10Ω15Ω20Ω三种阻值之一,当开关S闭合时,改变电路中开关S1S2的状态,电流表的示数会有三种不同的电流值,其中最小值与最大值之比为110,且电路消耗电功率的最大值是9W。求:

(1)电路消耗电功率最大时,电流表的示数;

(2)S闭合,S1S2断开时,连入电路的总电阻;

(3)定值电阻R2的阻值。

 

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如图所示,电源电压恒定,滑动变阻器R的规格为“30Ω 1A”,当滑动变阻器的滑片滑到任何一端时,都会有一只电表恰好满偏。电压表量程为“03V”,电流表量程为“00.6A”。

(1)求定值电阻R0的阻值和电源电压。

(2)将定值电阻R0换成一只额定功率为1.2W的小灯泡,当一只电表的指针指到满偏刻度的三分之二位置时,小灯泡正常发光。求小灯泡的灯丝电阻R。(电路各元件安全,灯丝电阻不随温度变化)

 

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如图所示的电路中,电源电压为18V且不变,灯泡L上标有“15V 5W”字样(灯泡电阻不随温度变化),电阻R1的阻值为20Ω,滑动变阻器R2上标有“10Ω 1A”字样,电压表选用“03V”量程,电流表选用“03A”量程。求:

(1)开关SS1闭合,S2断开,调节滑动变阻器使小灯泡正常发光时,滑动变阻器接入电路的阻值;

(2)开关SS2闭合,S1断开,当电压表示数为2V时,电阻R1的电功率;

(3)开关SS2闭合,S1断开,用电阻R0来替换电阻R1,要求:通过移动变阻器滑片,电压表能发生满偏且电路各元件均能正常工作,求电阻R0的取值范围。

 

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如图甲所示的电路中,电源电压为18V且不变,滑动变阻器R0上标有“60Ω 1.5A”字样,灯泡L的额定电压为20V,其电流与电压的关系图像如图乙所示。闭合开关S,电流表的示数为0.3A

(1)求此时灯泡L的实际功率和滑动变阻器R0的电功率;

(2)现有三个定值电阻,规格分别为A40Ω)、B20Ω)、C10Ω),请从中选择一个来替换灯泡,并选择合适的电表量程(电压表有03V015V两个量程,电流表有00.6A03A两个量程),要求:在移动滑动变阻器滑片的过程中,不更换电表量程,两电表的指针分别能达到满刻度,且电路能正常工作。

①求定值电阻应选用的规格;

②满足上述要求时,滑动变阻器R0连入电路的阻值范围。

 

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在图(a)所示的电路中,电源电压保持不变,电阻R110Ω,滑动变阻器R2上标有“100Ω 3A”字样。当开关S闭合时,电流表A1示数为0.8A,电流表A2的示数为0.2A.求:

(1)电源电压U

(2)电阻R1消耗的功率P1

(3)现设想用定值电阻R0来替换电阻R1,要求:在移动滑动变阻器滑片P的过程中,能使两电表的指针偏离零刻度线的角度相同,且电路能正常工作。图(b)是电流表表盘示意图。

①现有阻值为20Ω的定值电阻,若用它替换电阻R1,请判断:能不能满足题目要求?若能满足题目要求,通过计算求出替换后滑动变阻器的阻值;若不能满足题目要求,通过计算说明理由;

②满足题目要求的定值电阻R0的可能取值范围是多少?

 

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