(2012•昌平区二模)如图所示,电源两端的电压保持不变,滑动变阻器的最大电阻Rab=12Ω,当开关S1闭合,S2断开,

(2012•昌平区二模)如图所示,电源两端的电压保持不变,滑动变阻器的最大电阻Rab=12Ω,当开关S1闭合,S2断开,滑片P滑到b端时,电压表的示数为U1,灯L消耗的功率是其额定功率的1/9;当开关S1、S2同时闭合,滑片P滑到a端时,电流表的示数为2A,此时电阻R0的电功率为12W,电压表的示数为U2,且U2:U1=2:1,求:
(1)当开关S1、S2同时闭合,滑片P滑到a端时,电压表的示数;
(2)灯L的额定功率.
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熊灿 幼苗

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解题思路:分析电路结构,作出等效电路图;(1)应用欧姆定律、电功率公式列方程,然后解方程组,求出电源电压及灯泡电阻,然后答题.(2)根据灯泡实际功率与额定功率间的关系,由电功率公式及欧姆定律求出灯泡额定电流,最后根据电功率公式求出灯泡额定功率.

已知:Rab=12Ω,PL实=[1/9]PL额,P0=12W,U2:U1=2:1;
求:(1)当开关S1、S2同时闭合,滑片P滑到a端时,电压表的示数;
(2)灯L的额定功率.
当开关S1闭合,S2断开,滑片P滑到b端时,等效电路如图甲所示,
当开关S1、S2同时闭合,滑片P滑到a端时,等效电路如图乙所示.设电源电压为U.

(1)如图甲所示,电路电流I=
U1
Rab,
电源电压U=I(Rab+R0)=
U1
Rab(Rab+RL),
由图乙可知,电压表示数U2=U,
Iab=[U
Rab,I0=I′-Iab=2A-
U
Rab,
R0的功率P0=I0U=(2A-
U
Rab)U=(2A-
U/2×12Ω])U=12W ①,
∵U2=U,U2:U1=2:1,∴U:U1=2:1,
U=I(Rab+R0)=[U
2Rab(Rab+RL)=
U/2×12Ω](12Ω+RL)②,
由①②解得:U=12V,RL=12Ω;
当开关S1、S2同时闭合,滑片P滑到a端时,
等效电路图如图乙所示,电压表的示数为12V.
(2)当开关S1闭合,S2断开,滑片P滑到b端时,等效电路如图甲所示,
灯泡消耗的实际功率PL实=[1/9]PL额
∵PL实=I2RL,PL额=I2RL
∴I=3I=3×[U
Rab+RL=3×
12V/12Ω+12Ω]=1.5A,
PL额=I2RL=(1.5A)2×12Ω=27W.
答:(1)当开关S1、S2同时闭合,滑片P滑到a端时,电压表的示数是12V.
(2)灯L的额定功率是27W.

点评:
本题考点: 电功率的计算.

考点点评: 本题是一道电学综合题,难度较大,分析清楚电路结构、作出等效电路图是正确解题的前提与关键,熟练应用欧姆定律、电功率公式即可正确解题.

1年前

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