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6.如圖所示電路,電源電壓恒為8V,燈泡L上標(biāo)有“6V 3W”字樣,已知滑動變阻器R的最大電阻為20Ω,電壓表的量程為0-15V.若燈泡電阻恒定不變,開關(guān)S閉合時:
(1)當(dāng)滑動變阻器接入電路電阻為多大時,燈泡L正常發(fā)光?
(2)當(dāng)滑動變阻器滑片調(diào)到某一位置時,電壓表示數(shù)為4V,此時燈泡L的實際電功率多大?(計算結(jié)果保留兩位小數(shù))
(3)在不超過燈泡額定功率的情況下,燈泡的實際可調(diào)節(jié)的功率范圍多大?

分析 由電路圖可知,燈泡L與滑動變阻器串聯(lián),電壓表測L兩端的電壓.
(1)燈泡正常發(fā)光時的電壓和額定電壓相等,根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點和P=UI求出電路中的電流,根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點求出變阻器兩端的電壓,根據(jù)歐姆定律求出變阻器接入電路中的電阻;
(2)根據(jù)歐姆定律求出燈泡的電阻,根據(jù)P=UI=U2R求出電壓表示數(shù)為4V時燈泡L的實際電功率;
(3)當(dāng)滑動變阻器接入電路中的電阻最大時電路中的電流最小,燈泡的實際功率最小,根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出電路中的電流,根據(jù)P=I2R求出燈泡的最小實際功率,燈泡的最大功率和額定功率相等,然后得出燈泡的實際可調(diào)節(jié)的功率范圍.

解答 解:由電路圖可知,燈泡L與滑動變阻器串聯(lián),電壓表測L兩端的電壓.
(1)因串聯(lián)電路中各處的電流相等,且燈泡正常發(fā)光,
所以,由P=UI可得,電路中的電流:
I=PLUL=3W6V=0.5A,
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和,
所以,滑動變阻器兩端的電壓:
UR=U-UL=8V-6V=2V,
由I=UR可得,滑動變阻器接入電路的電阻:
R=URI=2V0.5A=4Ω;
(2)燈泡的電阻:
RL=ULI=6V0.5A=12Ω,
當(dāng)電壓表示數(shù)為4V時,燈泡L的實際電功率:
P=U2RL=\frac{(4V)^{2}}{12Ω}≈1.33W;
(3)當(dāng)滑動變阻器接入電路中的電阻最大時,電路中的電流最小,燈泡的實際功率最小,
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和,
所以,電路中的最小電流:
I=\frac{U}{{R}_{L}+{R}_{大}}=\frac{8V}{12Ω+20Ω}=0.25A,
燈泡的最小實際功率:
PL小=I2RL=(0.25A)2×12Ω=0.75W,
燈泡的最大實際功率和額定功率相等,即為3W,
則燈泡的實際可調(diào)節(jié)的功率范圍為0.75W~3W.
答:(1)當(dāng)滑動變阻器接入電路電阻為4Ω時,燈泡L正常發(fā)光;
(2)當(dāng)滑動變阻器滑片調(diào)到某一位置時,電壓表示數(shù)為4V,此時燈泡L的實際電功率為1.33W;
(3)在不超過燈泡額定功率的情況下,燈泡的實際可調(diào)節(jié)的功率范圍為0.75W~3W.

點評 本題考查了串聯(lián)電路的特點和歐姆定律、電功率公式的應(yīng)用,要注意燈泡正常發(fā)光時的電壓和額定電壓相等.

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( �。�
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