(2002?南京)要把一只額定電流為0.2安的小燈泡接入電壓恒定為9伏的電源兩端,為安全起見,將小燈泡與一個(gè)滑動(dòng)變阻器串聯(lián)后接入電路,如圖所示,開關(guān)閉合后,移動(dòng)滑片,當(dāng)滑動(dòng)變阻器消耗的功率為1.04瓦時(shí),小燈泡恰好正常發(fā)光.
(1)小燈泡的額定電壓和額定功率分別是多少?
(2)小燈泡正常發(fā)光時(shí)變阻器接入電路的阻值是多少?
(3)移動(dòng)變阻器滑片,當(dāng)電路中電流為0.1安時(shí),小燈泡的實(shí)際功率是多少(不計(jì)溫度對燈絲電阻的影響)?
分析:(1)燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流和額定電流相等,根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)和P=UI求出滑動(dòng)變阻器兩端的電壓,利用串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出燈泡兩端的電壓即為燈泡的額定電壓,利用P=UI求出燈泡的額定功率;
(2)根據(jù)歐姆定律求出小燈泡正常發(fā)光時(shí)變阻器接入電路的阻值;
(3)根據(jù)歐姆定律求出燈泡的電阻,再根據(jù)P=I2R求出電路中電流為0.1安時(shí)小燈泡的實(shí)際功率.
解答:解:(1)燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流為0.2A,
∵串聯(lián)電路中各處的電流相等,
∴根據(jù)P=UI可得,此時(shí)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓:
U=
P
IL
=
1.04W
0.2A
=5.2V,
∵串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和,
∴燈泡的額定電壓:
UL=U-U=9V-5.2V=3.8V,
燈泡的額定功率:
PL=ULIL=3.8V×0.2A=0.76W;
(2)小燈泡正常發(fā)光時(shí)變阻器接入電路的阻值:
R=
U
IL
=
5.2V
0.2A
=26Ω;
(3)燈泡的電阻:
RL=
UL
IL
=
3.8V
0.2A
=19Ω,
當(dāng)電路中電流為0.1安時(shí),小燈泡的實(shí)際功率:
PL′=I2RL=(0.1A)2×19Ω=0.19W.
答:(1)小燈泡的額定電壓為3.8V,額定功率為0.76W;
(2)小燈泡正常發(fā)光時(shí)變阻器接入電路的阻值是26Ω;
(3)移動(dòng)變阻器滑片,當(dāng)電路中電流為0.1安時(shí),小燈泡的實(shí)際功率是0.19W.
點(diǎn)評:本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律、電功率公式的應(yīng)用,關(guān)鍵是知道燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流和額定電路相等.
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