18.小剛設(shè)計(jì)了一種小雞孵化器的電路模型,如圖所示,在一般情況下,只需燈光照明,溫度較低時,則需要加熱.電源電壓為72V,R1為定值電阻,R2為發(fā)熱電阻絲改成的滑動變阻器,其上標(biāo)有“200Ω 3A”的字樣,電流表A1的量程為0~0.6A,電流表A2的量程為0~3A,燈泡上標(biāo)有“12V 3W”的字樣.
(1)燈泡正常工作時的電流是多大?
(2)閉合S,斷開S1、S2,燈泡正常工作,求R1的阻值.
(3)S、S1、S2均閉合時,求R2上消耗電功率的最小值和最大值.

分析 (1)根據(jù)燈泡的額定電壓和額定功率,由公式P=UI求解燈泡正常工作時的電流.
(2)閉合S,斷開S1、S2,燈泡L與電阻R1串聯(lián),而此時燈泡正常工作,其電壓為額定電壓,電流為額定電流,由歐姆定律求R1的阻值.
(3)S、S1、S2均閉合時,得到路端電壓,滑動變阻器接入電路的電阻最大,消耗電功率最。娮鑂1的阻值為240Ω,而U1=U2=U=72V,求出此時通過R1的電流,得到通過R2的最大電流,再求最大功率.

解答 解:(1)由題意 UL=12V,PL=3W,
則燈泡L正常工作時的電流為:IL=$\frac{{P}_{L}}{{U}_{L}}$=$\frac{3}{12}$A=0.25A.
(2)閉合S,斷開S1、S2,燈泡L與電阻R1串聯(lián),而此時燈泡正常工作,
則此時燈泡兩端的電壓為 UL=12V,而電源電壓為 U=72V,
故電阻R1兩端的電壓為:U1=U-UL=72V-12V=60V,
燈泡L正常工作時的電流為0.25A,此時電路中的電流為0.25A,
電阻R1的阻值為:R1=$\frac{{U}_{1}}{I}$=$\frac{60}{0.25}$=240Ω.
(3)S、S1、S2均閉合時,電阻R1和滑動變阻器R2串聯(lián),電源電壓為U=72V,
則U1=U2=U=72V,
而滑動變阻器的最大電阻為R=200Ω,
R2消耗電功率的最小值為:P=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{大}}$=$\frac{7{2}^{2}}{200}$=25.92W.
電阻R1的阻值為240Ω,而U1=U2=U=72V,
此時通過R1的電流為:I1=$\frac{U}{{R}_{1}}$=$\frac{72}{240}$A=0.3A,
電流表A1測通過電阻R1的電流,電流表A2測干路中的總電流,電流表A1的量程為0~0.6A,電流表A2的量程為0~3A,
通過R2的最大電流為:I2=I-I1=3A-0.3A=2.7A,
R2消耗電功率的最大值為:P=UI2=72V×2.7A=194.4W.
答:
(1)燈泡正常工作時的電流是0.25A.
(2)閉合S,斷開S1、S2,燈泡正常工作,電阻R1的阻值為240Ω.
(3)S、S1、S2均閉合時,R2上消耗電功率的最小值為25.92W、最大值為194.4W.

點(diǎn)評 本題的電路比較復(fù)雜,首先要搞清電路的結(jié)構(gòu),明確各個元件的連接關(guān)系,再由電流、電壓關(guān)系和歐姆定律、功率公式解答.

練習(xí)冊系列答案
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實(shí)驗(yàn)步驟:
(1)讓小球從斜面上某一位置A無初速度釋放;
(2)測量球落地點(diǎn)距桌邊沿的水平距離x;
(3)測量桌邊沿距地面的高度h;
(4)小球離開桌面的初速度表達(dá)式v=$x\sqrt{\frac{g}{2h}}$.(用所測的物理量表達(dá))

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A.糧袋到達(dá)B點(diǎn)的速度與v比較,可能大,也可能相等或小
B.糧袋開始運(yùn)動的加速度為g(sinθ-μcosθ),若L足夠大,則以后將以一定的速度v做勻速運(yùn)動
C.若μ≥tanθ,則糧袋從A到B一定一直是做加速運(yùn)動
D.不論μ大小如何,糧袋從A到B一直勻加速運(yùn)動,且a≥gsinθ

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A.若甲最先拋球,則一定是v>vB.若乙最先拋球,則一定是v>v
C.若乙最后接球,則一定是v>vD.無論怎樣拋球和接球,都是v=v

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3.如圖所示,繃緊的傳送帶始終保持著大小為v=6m/s的速度水平勻速運(yùn)動.一質(zhì)量m=1kg的小物塊無初速地放到皮帶A處,物塊與皮帶間的動摩擦因數(shù)μ=0.2,A、B之間距離s=12m.求物塊從A運(yùn)動到B的過程中摩擦力對物塊做了多少功,和摩擦力對傳送帶做了多少功?(g=10m/s2

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