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如图所示电路,电源电压保持不变,小灯泡L标有“6V 0.3A”字样,且灯丝电阻不随温度变化,定值电阻R1的阻值为10Ω,滑动变阻器R2的滑片P在使用前位于最右端.当开关S1、S2都闭合,调节滑片P的位置至a点时,小灯泡的功率为PL,电压表的示数为Ua,滑动变阻器的功率为P2;当开关S1闭合,S2断开时,调节滑片P的位置至b点时,小灯泡正常发光,电压表的示数为Ub,滑动变阻器的功率为P2′.(图中未标明a、b点的位置)已知:P2:P2′=25:18,PL比小灯泡的额定功率小0.55W.
求:电流表、电压表两次的示数和电源电压.

解:当开关S1、S2都闭合,调节滑片P的位置至a点时,等效电路图如图1所示,简称为a状态;
当开关S1闭合,S2断开时,调节滑片P的位置至b点时,如图2所示,简称为b状态.

∵灯泡的标识为“6V 0.3A”,I=
∴灯泡灯丝电阻RL===20Ω,
由b状态时灯泡L正常发光可知,Ib等于灯泡的额定电流,即电流表示数为Ib=0.3A,
灯的额定功率:PLe=UL?IL=6V×0.3A=1.8W,
由已知可以得到:PL=PLe-0.55W=1.8W-0.55W=1.25W,
灯丝电阻不变,根据电功率公式P=I2R可得:
Ia2===(0.25A)2
所以A状态电流表示数为:Ia=0.25A;
由电功率公式,P=I2R,P2=Ia2?Ra,P2′=Ib2?Rb
由题意可得:
==25:18
解之:Ra=2Rb
根据电源电压不变及欧姆定律可得:
Ia?(Ra+RL)=Ib?(Rb+R1+RL),
(0.25A)×(2Rb+20Ω)=(0.3A)×(Rb+10Ω+20Ω)
解得:Rb=20Ω,Ra=40Ω,
电源电压U=Ia?(Ra+RL)=0.25A×(40Ω+20Ω)=15V;
根据串联电路电压关系得到:
a状态电压表示数:Ua=U-Ia?RL=15V-0.25A×20Ω=10V;
b状态电压表示数:Ub=U-Ib?RL=15V-0.3A×20Ω=9V.
答:电流表、电压表两次的示数分别为:0.25A和0.3A,10V和9V;电源电压为15V.
分析:1、分别画出两种情况下的等效电路图;
2、根据灯泡的额定电压与额定功率,由功率公式求出灯泡的电阻,根据电阻不变和功率之间的关系求出电流表的示数Ia;
3、根据P2、P2′之比求出Ra与Rb之间的关系;
4、根据电源电压不变及欧姆定律求出Ra与Rb的值,并求出电源电压以及两种情况下电压表的示数.
点评:此题是有关欧姆定律、电功率的综合计算题目.在解题过程中,注意电路的分析,根据已知条件分析出各种情况下的等效电路图,同时要注意在串联电路中各物理量之间的关系,结合题目中给出的已知条件进行解决.
练习册系列答案
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科目:初中物理 来源: 题型:

(2012?延庆县一模)如图所示电路,电源两端电压保持不变,闭合开关S,断开开关S1,调节滑动变阻器R2的滑片P使其接入电路的电阻值为其最大值的一半,电压表V1的示数为U1,电流表的示数为I1;闭合开关S、S1,此时小灯泡L正常发光,电流表的示数为I2;闭合开关S,断开开关S1,调节滑动变阻器R2滑片P至B端,电压表V2的示数为U2,再调节滑动变阻器R2的滑片P使接入电路的电阻值为其最大值的3/4,此时电路消耗的总功率P为1W.已知:
I1
I2
=
2
5
,
U1
U2
=
6
5
,忽略温度对灯丝电阻的影响.求:
(1)电阻R1和灯丝电阻RL的比值;
(2)小灯泡L的额定电功率.

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科目:初中物理 来源: 题型:

(2012?海沧区模拟)如图所示电路,电源电压为6V.闭合开关,电阻R两端的电压为2V,电路中的电流为0.2A.求:
(1)电阻R的阻值;
(2)小灯泡L 10S消耗的电功.

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科目:初中物理 来源: 题型:

如图所示电路,电源电压保持不变,电流表的量程为0~0.6A,电表使用的是0~3V量程,定值电阻的阻值为R1=8Ω,灯泡的电阻R2=5Ω,滑动变阻器的最大阻值R3=20Ω.
(1)开关S1闭合,S2断开,电流表示数为0.25A,电压表的示数为2.5V,求电源电压和滑动变阻器接入电路中的电阻值.
(2)开关S1断开,S2闭合,移动变阻器的滑片P,为了保证电流表和电压表不损坏,滑动变阻器接入电路中的阻值变化范围是多少?

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科目:初中物理 来源: 题型:

如图所示电路,电源电压保持不变,滑动变阻器为保护电阻,为了保证电流表、电压表及小灯泡均不被烧坏,实际操作中只允许电流表中的电流读数在O.1A~0.4A范围内变化,电压表中的电压读数在1V~2.5V之间变化.求:
(1)滑动变阻器的阻值变化范围是多大?
(2)电源电压和小灯泡电阻值多大.

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科目:初中物理 来源: 题型:

精英家教网如图所示电路,电源电压保持不变,电键S闭合,电路正常工作.
(1)若用一根导线连接A、B、C、D四点中的两点,则连接
 
两点会造成电路中一个电表示数变为零.
(2)电路正常工作了一段时间后,电路中灯L、电阻R发生了故障,若造成电路中只有一个电表有示数,则可能是
 
电表有示数.可能的故障是:
 
(写出所有可能故障).
若造成电路中只有一个电表无示数,则可能是
 
无示数.

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