分析 根據(jù)電壓表讀數(shù)的2種可能,由電壓先判斷電路的連接關(guān)系;
電壓表在電路中的位置只有3種可能(測(cè)燈的電壓或測(cè)變阻器的電壓或測(cè)燈和變阻器的總電壓),結(jié)合燈的額定電壓,根據(jù)電源電壓是2V的整數(shù)倍,判斷電壓表的示數(shù)和連接位置;
根據(jù)串聯(lián)電路電壓的特點(diǎn),由電源電壓是2V的整數(shù)倍,判斷燈的額定電壓和電源電壓的大;
根據(jù)電流表小量程讀出電流的大小,求出變阻器的最小阻值確定變阻器的規(guī)格;
由PL=UL×IL求燈的額定功率.
解答 解:由題意,當(dāng)滑片移到某位置時(shí),電流表、電壓表的示數(shù)分別如圖所示時(shí),小燈泡恰好正常發(fā)光.
電壓表沒(méi)有說(shuō)明使用的量程,由指針的位置,若使用大量程0-15V,分度值為0.5V,示數(shù)為11V;若使用小量程0-3V,分度值為0.1V,示數(shù)為2.2.,電流表使用小量程,分度值為0.02A,電流大小為0.3A,
又因燈上標(biāo)有“2.5V”和“3.8V”字樣,且電源電壓為2伏的整數(shù)倍且保持不變,
①先判斷電路的連接關(guān)系:
若燈與變阻器并聯(lián)在電路中,則電壓表示數(shù)即為電源電壓,無(wú)論11V還是2.2V,都不是2V的整數(shù)倍,所以可判斷出燈與變阻器不是并聯(lián)在電路中,而應(yīng)是串聯(lián)在電路中的,
②判斷電壓表的示數(shù)和連接位置:
若電壓表示數(shù)為11V,因11V大于3.8V,大于2.5V,所以電壓表不可能直接并聯(lián)在燈的兩端,也不能并聯(lián)在電源的兩端(11V不是2V的整數(shù)倍),若并聯(lián)在變阻器的兩端,根據(jù)串聯(lián)電路電壓的特點(diǎn),此時(shí),電源電壓為11V+3.8V=14.8V或11V+2.2V=13.2V均不是2V的整數(shù)倍,所以電壓表的示數(shù)為11V是不可能的,只能為2.2V;
因2.2V≠2.5V,2.2V≠3.8V,所以電壓表不能直接并聯(lián)在燈的兩端,更不能并聯(lián)在電源的兩端(2.2V小于2.5V和3.8V),由此可確定電壓表只能并聯(lián)在變阻器的兩端,
所以電壓表與變阻器并聯(lián)且示數(shù)為2.2V;
③判斷燈的額定電壓和電源電壓的大小
若使用額定電壓為2.5V的燈,根據(jù)串聯(lián)電路電壓的特點(diǎn),則電源電壓 為2.5V+2.2V=4.7V不是2V的整數(shù)倍,這
種情況被否定;
若作用額定電壓為3.8V的燈,因電源電壓為3.8V+2.2V=6V,符合電源電壓是2V整數(shù)倍的條件.
所以燈的額定電壓為3.8V,且電源電壓為6V;
④在以上判斷的基礎(chǔ)上,因電路的電流大小為0.3A,所以變阻器連入電路中的電阻大小R變=$\frac{{U}_{變}}{I}=\frac{2.2V}{0.3A}$≈7.33Ω>5Ω,所以使用的是“20Ω 2A”的變阻器;
⑤燈的額定電壓為UL=3.8V,正常工作時(shí)的電流大小IL=0.3A,所以燈的額定功率PL=UL×IL=3.8V×0.3A=1.14W.
故答案為:
若燈與變阻器并聯(lián)在電路中,則電壓表示數(shù)即為電源電壓,無(wú)論11V還是2.2V,都不是2V的整數(shù)倍,所以可判斷出燈與變阻器不是并聯(lián)在電路中,而應(yīng)是串聯(lián)在電路中的;
若電壓表示數(shù)為11V,因11V大于3.8V,大于2.5V,所以電壓表不可能直接并聯(lián)在燈的兩端,也不能并聯(lián)在電源的兩端(11V不是2V的整數(shù)倍),若并聯(lián)在變阻器的兩端,根據(jù)串聯(lián)電路電壓的特點(diǎn),此時(shí),電源電壓為11V+3.8V=14.8V或11V+2.2V=13.2V均不是2V的整數(shù)倍,所以電壓表的示數(shù)為11V是不可能的,只能為2.2V;
3.8V;
20Ω 2A;
1.14.
點(diǎn)評(píng) 本題簡(jiǎn)化計(jì)算,重在用所學(xué)知識(shí)結(jié)合題目條件進(jìn)行演繹分析推理,從而判斷出符合題意的情況,考查了學(xué)生的發(fā)散思維能力和推理能力,綜合性強(qiáng),難度大,對(duì)能力要求高.
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序號(hào) | 電壓U/V | 電流 I/A | 燈泡L1的亮度 | 實(shí)際電功率 P/W | 電功率的平均值(W) |
1 | 2.20 | 0.28 | 較暗 | 0.62 | 0.76 |
2 | 2.50 | 0.30 | 正常發(fā)光 | 0.75 | |
3 | 2.80 | 0.32 | 很亮 | 0.90 |
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