如图所示,当滑动变阻器R
2的滑片滑到a端时,开关S闭合,这时电流表示数为0.75A,标有“6V,3W”的小灯泡正常发光;开关S断开,变阻器划片P滑到b端时,电压表示数为4.5V(电源电压和灯丝电阻都保持不变),试求:
(1)电阻R
1的阻值.
(2)滑动变阻器R
2的最大阻值.
(3)开关S断开,滑片P在a、b中点时,灯L的实际功率.
(4)开关S断开,在滑动变阻器与灯泡功率相等的情况下,通电5min20s,灯泡产生的热量是多少?
(1)灯泡电阻R
L=
=
=12Ω;
通过灯泡的电流I
L=
==0.5A;
由题意知电阻R
1两端的电压等于灯泡的额定电压,U
1=U
L=6V;
通过电阻R
1的电流I
1=I
A-I
L=0.75A-0.5A=0.25A;
所以电阻R
1的阻值R
1=
==24Ω.
答:电阻R
1的阻值为24Ω.
(2)灯泡两端的电压U
L′=6V-4.5V=1.5V;
电路电流I=
==0.125A;
所以滑动变阻器的最大阻值R
2=
==36Ω;
答:滑动变阻器R
2的最大阻值为36Ω.
(3)灯泡的实际功率P
L实=(
)
2R
L=(
)
2×12Ω=0.48W;
答:灯L的实际功率为0.48W.
(4)开关S断开,灯泡与滑动变阻器串联;在滑动变阻器与灯泡功率相等时,根据公式P=UI可知灯泡与和滑动变阻器两端电压相同;所以灯泡产生的热量为
Q
L=
t=
×320s=240J.
答:灯泡产生的热量是240J.