如图是小红学习电学后设计的一电路.其中L
红为“6V 3W”、L
绿为“6V 6W”的小灯泡,R
1为“1 8Ω1.5A”的滑动变阻器.当该电路闭合开关S、S
1、S
2,滑动变阻器的滑片P移至b端时,两灯都正常发光(电源电压不变).问:
(1)电源电压为多少伏?
(2)两灯都正常发光时电流表的示数为多少?
(3)若S、S
2闭合、S
1断开,电流表示数为0.25A时,此时滑动变阻器连入电路的电阻为多少?
(4)分别画出该电路处于最大电功率和最小电功率时的等效电路图.
答案:
分析:(1)当该电路闭合开关S、S1、S2,滑动变阻器的滑片P移至b端时,两灯并联,且都正常发光,说明电源电压与灯泡的额定电压相同.
(2)电流表测量干路电流,已知灯泡的额定电压和额定功率,根据公式I=可求两灯都正常发光时电流表的示数.
(3)S、S2闭合、S1断开,绿灯与滑动变阻器串联,根据公式R=求出电路的总电阻,进一步求出滑动变阻器接入电路的电阻.
(4)根据公式P=可知,电阻越大,电功率越小,电阻越小,电功率越大.
解答:解:(1)电源电压与灯泡的额定电压相同为U=6V.
(2)∵L红与L绿并联且正常发光,∴I===1.5A.
答:两灯都正常发光时电流表的示数为1.5A.
(3)变阻器连入的部分电阻R1串联,∴电路总电阻R总===24Ω,
红灯的电阻R红===12Ω,绿灯的电阻R绿=-==6Ω,
变阻器连入电路的电阻为R1=R总-R绿=24Ω-6Ω=18Ω.
答:此时滑动变阻器连入电路的电阻为18Ω.
(4)当两灯并联时电路的电阻最小,所以功率最大,最大电功率时如图:
当两个最大的电阻串联时,电路的电阻最大,红灯和滑动变阻器的电阻都比绿灯的电阻大,此时功率最小,最小电功率时如图: