1.如图的电路中,电源电压为 12 V,且保持不变,当电键 S闭合时,电流表 A的示数为 0.2 A,电压表 V的示数为 8 V,求:
( 1)电阻 R 2的阻值;
( 2)电流表 A的最大示数;
( 3)电阻 R 2消耗的最大功率。
解:
( 1)电压表测的是 R两端的电压, R与 R 2串联,所以 R 2两端的电压为
U 2= U源 - U= 12 V -8 V= 4 V
R 2= U 2/ I= 4 V /0.2 A= 20Ω
( 2)当滑动变阻器的阻值为 0时,电流表示数最大,所以
I最= U源/ R 2= 12 V /20Ω= 0.6 A
( 3)当滑动变阻器的阻值为 0时, R 2分得的电压最大,即等于电源电压,这时功率也最大
P=( U源)×( I最)= 12 V× 0.6 A= 7.2 W
2.如图所示,电源电压不变, R为 0-20Ω的滑动变阻器, R0为防止短路的定值电阻,当变阻器的接入电阻为 10Ω时,电流表的示数为 0.4 A,在改变 R的接入电阻的过程中,记录到电流表的示数分别为 0.38 A, 0.48 A, 0.50 A, 0.52 A。在上述数据中,只有哪一个有可能是变阻器接入电阻为 8Ω时的电流值?
解:
( 1)由于电路中的总电阻变小,电路中的电流必然增大,所以可先淘汰 0.38 A(因为它小于 0.4 A);
( 2)因为串联电路中电压的分配与电阻成正比,因而当滑动变阻器的阻值由 10Ω降为 8Ω时,它两端的电压必然会减小,我们分别用 0.48 A, 0.50 A, 0.52 A与 8Ω相乘可得滑动变阻器分得的电压分别为 3.84 V, 4 V, 4.16 V,而其中只有 ANOAHDIGITAL 10 V小于 ANOAHDIGITAL 11 V,所以只有 ANOAHDIGITAL 12 A是正确的。
3.三个同样的电阻,两个并联后再与第三个串联,已知他们的额定功率均为 10瓦,求这个电路允许消耗的最大功率?
解:
两个电阻并联后的总电阻为: R /2(由 1/ R总= 1/ R+ 1/ R得出),由于串联电路中电压的分配与电阻成正比,所以并联部分分得的电压是第三只串联电阻所分电压的 1/2;故当串联的电阻两端电压达到额定电压时,电路消耗的功率为最大(并联的两只电阻两端电压不能达到它的额定电压,因为这时串联的那只电阻就承受不了了),此时串联连接的第 3个电阻消耗的功率正好等于它的额定功率为 10 W,并联连接的电阻每只消耗的功率为 2.5 W(因为并联部分分得的电压为第三只的 1/2)。所以电路允许消耗的最大功率为 10 W+ 2.5 W+ 2.5 W= 15 W。
4." 220 V 100 W"的灯泡正常工作时的电阻是多少?若把这只灯泡接到 110 V的电源上,灯泡的实际电功率为多少?工作 10分钟消耗电能多少? 1度电能让它工作多少小时?
解:
( 1)灯泡电阻为
R= U 2/ P=( 220 V) 2 /100 W= 484欧
( 2)实际功率
P 1= U 1 2/ R=( 110 V) 2 /484欧= 25 W
( 3) 10分钟消耗的电能
W= Pt= 25 W× 600 s= 15000 J
( 4)在 110 V下
t= W/ P= 1( KW/ h) /25 W= 1( KW· h) /0.025 KW= 40 h