如图所示,电源电压为12V且保持不变,灯泡L标有“6V,3W”的字样,

如图所示,电源电压为12V且保持不变,灯泡L标有6V3W的字样,滑动变阻器的最大阻值为50Ω,闭合开关S1S2,调节滑片P:当滑动变阻器接入电路的阻值为R1时,电压表的示数为U1R0的功率为P01,当变阻器接入电路的阻值为R2时,电压表的示数为U2R0的电功率为P02,已知U1U2=12R1R2=31P01+P02=4.5W.求:

1S1闭合,S2断开,灯泡L正常发光时,电路的总功率;

2S1S2闭合时,电阻R0的电功率P01P02

3)电阻R0的阻值.

答案

【分析】1)根据电路图可知,当S1闭合,S2断开时,灯泡、定值电阻以及滑动变阻器串联连接,先根据灯泡的额定电压和额定功率求出灯泡的额定电流,然后根据P=UI求出电路消耗的总功率;

2)根据电路图可知,当S1S2闭合时,灯泡被短路,定值电阻与滑动变阻器串联连接,先根据P=表示出电阻R0的电功率P01P02,然后根据U1U2的比值可求出电阻R0的电功率P01P02的比值,在根据P01P02的关系求出P01P02的大小;

3)根据P=UI和欧姆定律表示出P01P02的功率,然后结合功率之比、电压之比以及电阻之比求出U1U2,最后根据P=求出电阻R0的阻值.

【解答】解:(1)由P=UI可得,灯泡的额定电流:I===0.5A

电路消耗的总功率:P=UI=12V×0.5A=6W

2)由P=可得,P01=P02=

因为U1U2=12,所以P01P02=14

又因为P01+P02=4.5W,所以P01=×4.5W=0.9WP02=×4.5W=3.6W

3)由欧姆定律可得,当滑动变阻器接入电路的阻值为R1时,电路中的电流:I1=

当滑动变阻器接入电路的阻值为R2时,电路中的电流:I2=

P01=U1P02=U2

又已知P01P02=14U1U2=12R1R2=31

联立关系式可得:U1=3VU2=6V

则当滑动变阻器接入电路的阻值为R1时,电压表的示数为3V

P01=可得,R0===10Ω

答:(1S1闭合,S2断开,灯泡L正常发光时,电路的总功率为6W

2S1S2闭合时,电阻R0的电功率P01P02分别为0.9W3.6W

3)电阻R0的阻值为10Ω

【点评】本题考查了串联电路的特点以及欧姆定律、电功率公式的灵活应用,关键是开关闭合、断开时电路连接方式的辨别以及功率计算功率的选择,具有一定的难度.

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