如圖所示,當(dāng)滑動變阻器R
2的滑片滑到a端時,開關(guān)S閉合,這時電流表示數(shù)為0.75A,標(biāo)有“6V,3W”的小燈泡正常發(fā)光;開關(guān)S斷開,變阻器劃片P滑到b端時,電壓表示數(shù)為4.5V(電源電壓和燈絲電阻都保持不變),試求:
(1)電阻R
1的阻值.
(2)滑動變阻器R
2的最大阻值.
(3)開關(guān)S斷開,滑片P在a、b中點(diǎn)時,燈L的實(shí)際功率.
(4)開關(guān)S斷開,在滑動變阻器與燈泡功率相等的情況下,通電5min20s,燈泡產(chǎn)生的熱量是多少?
(1)燈泡電阻R
L=
=
=12Ω;
通過燈泡的電流I
L=
==0.5A;
由題意知電阻R
1兩端的電壓等于燈泡的額定電壓,U
1=U
L=6V;
通過電阻R
1的電流I
1=I
A-I
L=0.75A-0.5A=0.25A;
所以電阻R
1的阻值R
1=
==24Ω.
答:電阻R
1的阻值為24Ω.
(2)燈泡兩端的電壓U
L′=6V-4.5V=1.5V;
電路電流I=
==0.125A;
所以滑動變阻器的最大阻值R
2=
==36Ω;
答:滑動變阻器R
2的最大阻值為36Ω.
(3)燈泡的實(shí)際功率P
L實(shí)=(
)
2R
L=(
)
2×12Ω=0.48W;
答:燈L的實(shí)際功率為0.48W.
(4)開關(guān)S斷開,燈泡與滑動變阻器串聯(lián);在滑動變阻器與燈泡功率相等時,根據(jù)公式P=UI可知燈泡與和滑動變阻器兩端電壓相同;所以燈泡產(chǎn)生的熱量為
Q
L=
t=
×320s=240J.
答:燈泡產(chǎn)生的熱量是240J.