【題目】如圖甲是某同學(xué)制作的一個(gè)調(diào)光燈電路,已知燈L:“12V 8W”(燈泡電阻不變)、變阻器:“6Ω 3A”、電源電壓:12V.
(1)請(qǐng)計(jì)算出圖甲電路中閉合開關(guān)后,小燈泡的功率變化范圍.
(2)在圖甲電路調(diào)光過程中,同學(xué)們發(fā)現(xiàn)該電路能連續(xù)調(diào)節(jié)燈的亮度,但亮度變化不大,且燈最暗時(shí)不能熄滅;老師提議只要在圖甲原電路中加一根導(dǎo)線,就可以增大調(diào)光燈的亮度變化范圍,且燈最暗時(shí)能熄滅.請(qǐng)你在圖乙中畫出這根所加的導(dǎo)線,并計(jì)算出此電路小燈泡的功率變化范圍.

【答案】
(1)解:由P=UI= 可得,燈泡的電阻:

RL= = =18Ω,

當(dāng)滑片位于左端時(shí),電路為L(zhǎng)的簡(jiǎn)單電路,

因UL=U=12V,燈泡正常發(fā)光,

所以,此時(shí)燈泡的電功率PL=8W,

當(dāng)滑片P在右端時(shí),變阻器連入阻值最大,

因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和,

所以,電路中的電流:

I= = =0.5A,

則小燈泡的電功率:

PL=I2RL=(0.5A)2×18Ω=4.5W,

所以小燈泡的功率變化范圍為4.5W~8W

答:圖甲電路中閉合開關(guān)后,小燈泡的功率變化范圍為4.5W~8W


(2)解:當(dāng)滑片位于左端時(shí)燈泡兩端的電壓和電源的電壓相等,當(dāng)滑片位于右端時(shí),要使燈泡熄滅,此時(shí)應(yīng)使燈泡短路,如下圖所示:

當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片在最右端時(shí),燈泡短路,所以燈泡兩端電壓為0,功率為0W,

當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片在最左端時(shí),R與L并聯(lián),由并聯(lián)電路特點(diǎn)知,此時(shí)燈泡兩端電壓UL=U=12V,所以燈泡正常工作,燈泡的電功率為8W,

則功率變化范圍是0~8W

答:所加的導(dǎo)線如上圖所示,此電路小燈泡的功率變化范圍為0~8W


【解析】(1)知道燈泡的額定電壓和額定功率,根據(jù)P=UI= 求出燈泡的電阻,當(dāng)滑片位于左端時(shí),電路為L(zhǎng)的簡(jiǎn)單電路,此時(shí)燈泡兩端的電壓和額定電壓相等,實(shí)際功率和額定功率相等;當(dāng)滑片位于右端時(shí),接入電路中的電阻最大,根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出電路中的電流,再根據(jù)P=I2R求出燈泡的實(shí)際功率,進(jìn)一步得出燈泡功率的變化范圍;(2)當(dāng)滑片位于左端時(shí)燈泡兩端的電壓和電源的電壓相等,當(dāng)滑片位于右端時(shí),要使燈泡熄滅,此時(shí)應(yīng)使燈泡短路,據(jù)此作圖,此時(shí)燈泡的電功率為0W;當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片在最左端時(shí),R與L并聯(lián),由并聯(lián)電路特點(diǎn)和額定電壓下燈泡正常發(fā)光可知此時(shí)燈泡的電功率,然后得出答案.
【考點(diǎn)精析】認(rèn)真審題,首先需要了解歐姆定律及其應(yīng)用(歐姆定律的應(yīng)用: ① 同一個(gè)電阻,阻值不變,與電流和電壓無關(guān) 但加在這個(gè)電阻兩端的電壓增大時(shí),通過的電流也增大.(R=U/I) ② 當(dāng)電壓不變時(shí),電阻越大,則通過的電流就越。↖=U/R) ③ 當(dāng)電流一定時(shí),電阻越大,則電阻兩端的電壓就越大.(U=IR)),還要掌握電功率的計(jì)算公式(計(jì)算電功率公式:P =W/t ;P=UI ; 式中單位P→瓦(w);W→焦;t→秒;U→伏(V);I→安(A)計(jì)算電功率還可用公式:P=I2R和P= U2/R)的相關(guān)知識(shí)才是答題的關(guān)鍵.

練習(xí)冊(cè)系列答案
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實(shí)驗(yàn)
序號(hào)

R0
(Ω)

RAB
(Ω)

I
(A)

U
(V)

1

5

5

0.60

2

5

10

0.40

3

5

15

0.30

4

5

20

0.24


(1)小明要探究“電流與電壓的關(guān)系”,他應(yīng)以(選填“R0”或“RAB”)為研究對(duì)象.
(2)如果想通過表中第三列與第四列數(shù)據(jù),探究“電流與電阻的關(guān)系”,你認(rèn)為(選填“可行”或“不可行”),理由是

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