如图所示,灯泡L标有“12V 6W”的字样,R1是定值电阻,R2是最大阻值为24Ω的滑动变阻器,电源电压和灯泡电阻均不变.
(1)求小灯泡L的阻值;
(2)闭合开关S、S1,滑片P在a端时,小灯泡恰能正常发光,且电流表示数为0.9A,求R1的阻值及通电10s电路消耗的电能。
(3)闭合开关S,断开开关S1,求在滑片P移动过程中,灯泡消耗的最小功率
解析:
(1)灯泡的灯丝电阻:
RL= | UL2 | = | (12V)2 | =24Ω |
PL | 6W |
(2)当闭合开关S、S1,滑片P在a端时,原电路为R1与L并联,电流表的示数为干路电流。故干路电流为:
I=0.9A
由于小灯泡正常发光,所以电源电压及灯泡、电阻R1两端的电压分别为:
U=U1=UL=12V
灯泡L中的电流:
IL= | PL | = | 6W | =0.5A |
UL | 12V |
R1中的电流为:
I1=I-IL=0.9A-0.5A=0.4A
R1的阻值为:
R1= | U1 | = | 12V | =30Ω |
I1 | 0.4A |
通电10s钟消耗的电能为:
W1=U1I1t=12V×0.4A×10s=48J
(3)闭合开关S,断开开关S1时,原电路为灯泡L与R2串联,其最小电流为:
I’L=I’= | U | = | 12V | =0.25A |
RL+R2 | 24Ω+24Ω |
灯泡消耗的最小功率为:
PL最小=I’2LRL=(0.25A)2×24Ω=0.125W
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