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10.在圖甲所示的電路中,電路電壓可調,燈泡L1的額定電壓為8V,圖乙是燈泡L2的U-I圖象.

(1)當開關S接a時,電壓表的示數為1.2V,電流表的示數為0.3A,求定值電阻R0的阻值.
(2)當開關S接a時,調節(jié)電源電壓,使燈泡L1正常發(fā)光,此時R0消耗的功率為1W,求燈泡L1的額定功率.
(3)開關S接b時,通過調節(jié)電源電壓,使燈泡L1正常發(fā)光,求電路消耗的總功率.
(4)若重新組裝電路后,只將R0與L2并聯(lián)接入可調壓電源電路中,當R0消耗的電功率為9W時,燈L2恰好正常發(fā)光(燈泡L2的U-I圖象不變),求燈L2的額定電功率.

分析 (1)當開關S接a時,R0與L1串聯(lián),電壓表測R0兩端的電壓,電流表測電路中的電流,根據歐姆定律求出R0的阻值;
(2)當開關S接a時,由燈泡正常發(fā)光可知其兩端的電壓和額定電壓相等,根據P=I2R表示出R0的電功率即可求出電路中的電流,根據P=UI求出燈泡L1的額定功率;
(3)開關S接b時,兩燈泡串聯(lián),由燈泡L1正常發(fā)光可知電路中的電流,由圖乙可知L2兩端的電壓,根據串聯(lián)電路的電壓特點可知電源的電壓,根據P=UI求出電路消耗的電功率;
(4)由題意可知,R0與L2并聯(lián),根據并聯(lián)電路的電壓特點和P=$\frac{{U}^{2}}{R}$表示出R0消耗的電功率即可求出L2兩端的電壓,根據圖乙讀出通過L2的電流,利用P=UI求出L2的實際功率即為其額定功率.

解答 解:(1)當開關S接a時,R0與L1串聯(lián),電壓表測R0兩端的電壓,電流表測電路中的電流,
由I=$\frac{U}{R}$可得,R0的阻值:
R0=$\frac{{U}_{0}}{{I}_{0}}$=$\frac{1.2V}{0.3A}$=4Ω;
(2)當開關S接a時,由P=I2R可得,此時電路中的電流:
I=$\sqrt{\frac{{P}_{0}}{{R}_{0}}}$=$\sqrt{\frac{1W}{4Ω}}$=0.5A,
因燈泡正常發(fā)光時的電壓UL1=8V,
所以,燈泡L1的額定功率:
PL1=UL1I=8V×0.5A=4W;
(3)開關S接b時,兩燈泡串聯(lián),由L1正常發(fā)光可知,電路中的電流為0.5A,
由乙圖知L2兩端的電壓為4V,
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和,
所以,電路消耗的電功率:
W=UI=(8V+4V)×0.5A=6W;
(4)由題意可知,R0與L2并聯(lián),
因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等,
所以,由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得,L2兩端的電壓:
UL2=U0′=$\sqrt{{P}_{0}′{R}_{0}}$=$\sqrt{9W×4Ω}$=6V,
由圖乙可知,通過L2的電流I2=0.6A,
則L2的額定功率:
PL2=UL2I2=6V×0.6A=3.6W.
答:(1)R0的阻值為4Ω;
(2)燈泡L1的額定功率為4W;
(3)電路消耗的總功率為6W;
(4)燈L2的額定電功率為3.6W.

點評 本題考查了串聯(lián)電路和并聯(lián)電路的特點以及歐姆定律、電功率公式的靈活應用,關鍵是知道燈泡正常發(fā)光時的電壓和額定電壓相等.

練習冊系列答案
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