小林在做测量小灯泡功率的实验时,连接了如图*所示电路,电源电压保持不变,小灯泡额定电压为2.5V.闭合开关后,...
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小林在做测量小灯泡功率的实验时,连接了如图*所示电路,电源电压保持不变,小灯泡额定电压为2.5V.闭合开关后,将滑动变阻器滑片P从最右端开始向左滑动到某一位置的过程中,电流表示数与电压表示数的变化曲线如图乙所示.求:
(1)小灯泡正常发光时的电阻;
(2)当电压表示数为1V时,小灯泡在1min中内消耗的电能;
(3)灯泡正常发光时,滑动变阻器连入电路的阻值是其最大阻值的五分之一.求电源电压?
【回答】
解:(1)灯泡正常发光时的电压UL=2.5V,由图乙可知通过灯泡的电流IL=0.25A,
由I=可得,正常发光时的电阻:
RL===10Ω;
(2)当电压表示数为1V时,由图乙可知通过的电流IL′=0.2A,
小灯泡在1min中内消耗的电能:
W=UL′IL′t=1V×0.2A×60s=12J;
(3)当滑动变阻器的滑片位于P最右端时,接入电路中的电阻最大,电路中的电流最小,
由图乙可知,电路中的最小电流I小=0.15A,电压表的示数UL″=0.5V,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,电源的电压:
U=I小R+UL″=0.15A×R+0.5V,
灯泡正常发光时,电源的电压:
U=IL×R+UL=0.25A×R+2.5V,
因电源的电压不变,
所以,0.15A×R+0.5V=0.25A×R+2.5V,
解得:R=20Ω,
电源的电压U=I小R+UL″=0.15A×20Ω+0.5V=3.5V.
答:(1)小灯泡正常发光时的电阻为10Ω;
(2)当电压表示数为1V时,小灯泡在1min中内消耗的电能为12J;
(3)电源电压为3.5V.
知识点:电功率单元测试
题型:计算题