分析 (1)由銘牌可知燈泡的額定電壓和額定功率,根據(jù)R=$\frac{{U}^{2}}{P}$求出燈泡的電阻,根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出導(dǎo)線電阻兩端的電壓,根據(jù)串聯(lián)電路各處的電流相等得出等式即可求出導(dǎo)線的電阻;
(2)根據(jù)R=$\frac{{U}^{2}}{P}$求出“220V 200W”的燈泡電阻,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求出其在電路中消耗的實(shí)際功率;
(3)根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律表示出電路中的電流,根據(jù)P=I2R表示出燈泡的電功率,然后根據(jù)數(shù)學(xué)知識(shí)判斷燈泡功率最大時(shí)的阻值,進(jìn)一步求出燈泡的額定功率,再根據(jù)歐姆定律求出燈泡的額定電壓.
解答 解:(1)由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得,“220V 100W”電燈L1的電阻:
R1=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{1}}$=$\frac{(220V)^{2}}{100W}$=484Ω,
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和,
所以,導(dǎo)線兩端的電壓:
U線=U-U1=220V-200V=20V,
因串聯(lián)電路各處的電流相等,
所以,$\frac{{U}_{線}}{{R}_{線}}$=$\frac{{U}_{1}}{{R}_{1}}$,即$\frac{20V}{{R}_{線}}$=$\frac{200V}{484Ω}$,
解得:R線=48.4Ω;
(2)“220V 200W”的燈泡L2的電阻:
R2=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{2}}$=$\frac{(220V)^{2}}{200W}$=242Ω,
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=$\frac{U}{{R}_{2}+{R}_{線}}$=$\frac{220V}{242Ω+48.4Ω}$=$\frac{50}{66}$A,
“220V 200W”的燈泡在電路中消耗的實(shí)際功率:
P2′=I2R2=($\frac{50}{66}$A)2×242Ω≈138.9W;
(3)若換上另一只燈泡L3時(shí),其功率達(dá)到最大,且剛好正常發(fā)光,
此時(shí)電路中的電流:
I′=$\frac{U}{{R}_{線}+{R}_{3}}$,
燈泡的電功率:
P3=(I′)2R3=($\frac{U}{{R}_{線}+{R}_{3}}$)2R3=$\frac{{U}^{2}}{\frac{({R}_{線}+{R}_{3})^{2}}{{R}_{3}}}$=$\frac{{U}^{2}}{\frac{{{R}_{線}}^{2}+2{R}_{3}{R}_{線}+{{R}_{3}}^{2}}{{R}_{3}}}$=$\frac{{U}^{2}}{\frac{{R}_{線}-2{R}_{3}{R}_{線}+{{R}_{3}}^{2}+4{R}_{3}{R}_{線}}{{R}_{3}}}$=$\frac{{U}^{2}}{\frac{({R}_{線}-{R}_{3})^{2}}{{R}_{3}}+4{R}_{線}}$,
當(dāng)R3=R線時(shí),燈泡L3的功率最大,
則燈泡L3的額定功率P3=$\frac{{U}^{2}}{4{R}_{線}}$=$\frac{(220V)^{2}}{4×48.4Ω}$=250W,
此時(shí)電路中的電流:
I′=$\frac{U}{{R}_{線}+{R}_{3}}$=$\frac{220V}{48.4Ω+48.4Ω}$=$\frac{25}{11}$A,
燈泡L3的額定電壓:
U3=I′R3=$\frac{25}{11}$A×48.4Ω=110V.
答:(1)電路中導(dǎo)線的阻值為48.4Ω;
(2)“220V 200W”的燈泡在電路中消耗的實(shí)際功率約為138.9W;
(3)若換上另一只燈泡,其功率達(dá)到最大,且剛好正常發(fā)光,則該燈泡的額定電壓為110V,額定功率為250W.
點(diǎn)評(píng) 本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律、電功率公式的靈活應(yīng)用,會(huì)利用數(shù)學(xué)知識(shí)判斷燈泡功率最大時(shí)的電阻是關(guān)鍵.
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科目:初中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 把鋼針沿磁體摩擦幾下,鋼針能夠吸引鐵屑是磁化現(xiàn)象 | |
B. | 固體和液體很難被壓縮是因?yàn)榉肿娱g存在斥力 | |
C. | 往湯鍋里放一勺鹽,整鍋的湯都咸了,這是由于分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng) | |
D. | 用手捏海綿,海綿的體積縮小了,說明分子間有空隙 |
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科目:初中物理 來源: 題型:填空題
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科目:初中物理 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)探究題
試驗(yàn)次數(shù) | 1 | 3 | 3 | 4 | 5 | 6 |
發(fā)光情況 | 不亮 | 不亮 | 微亮 | 較亮 | 明亮 | 更明亮 |
電壓U/V | 0.4 | 0.5 | 1.5 | 2.0 | 2.5 | 3.0 |
電流I/A | 0.14 | 0.16 | 0.22 | 0.24 | 0.26 | 0.28 |
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科目:初中物理 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)探究題
額定電壓 | 220V |
額定加熱功率 | 2000W |
容量 | 2.0L |
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科目:初中物理 來源: 題型:計(jì)算題
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科目:初中物理 來源: 題型:解答題
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科目:初中物理 來源: 題型:解答題
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科目:初中物理 來源: 題型:填空題
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