践行者2024年中考物理真题精选精解(16)

28.（计算）如图甲所示，已知电源电压4.5V保持不变，电流表量程为0~0.6A，电压表量程为0~3V，滑动变阻器R的规格为“50Ω 2A”，灯泡L的规格为“4V 1.2W”，其电流与电压的关系图像如图乙。试求：

⑴灯泡正常发光时的电流;

⑵当滑片P滑到某一位置时，电压表的示数为2.5V,此时电路的总功率；

⑶在电路安全情况下，调节滑片P，当灯泡的电功率最小时，灯泡L的阻值；

⑷用一个阻值为30Ω的定值电阻R1替换灯泡L，调节滑片P，当滑动变阻器的功率为0.15W时，滑动变阻器连入电路的阻值。ʀ

解析:1分析电路图甲可知:

①L与R串联，

②V测R两端电压Uʀ，

③A测电路中电流I，

④R滑片左移阻值变小，右移变大；

分析乙图可知:

①乙图是L的I-U图像，

知道UL的大小，

便知灯泡或电路中电流的大小；

2由题意可知:灯泡L的规格为“4V 1.2W”，

则UL额=4V，PL额=1.2W，

当UL=UL额=4V时，L正常发光，

由乙图可知I=0.3A，

或I=PL额/UL额=0.3A；

3当Uʀ=2.5V时，

因为U=4.5V时，

所以UL=U-Uʀ=2V，

又由乙图可知，当UL=2V时，I=0.25A，

所以P总=UI=4.5V×0.25A=1.125W；

4在电路安全情况下，调节滑片P，且使灯泡的电功率最小时:

4.1由题意可知:

①电流表量程为0~0.6A，

②电压表量程为0~3V，

③滑动变阻器R的规格为“502 2A”，

④灯泡L的规格为“4V 1.2W”；

4.2欲使PL最小，

只需电路中的电流最小，

而欲使电路中电流最小，

只需R两端电压最大，

由上可知:Uʀmax=3V，

则ULmin=U-Uʀmax=1.5V，

4.3由乙图可知:当ULmin=1.5V时，

Imin=0.2A<0.6A，

则RL=ULmin/Imin=7.5Ω；

5用一个阻值为30Ω的定值电阻R1替换灯泡L，调节滑片P，当滑动变阻器的功率为0.15W时，

则可知R1=30Ω，Pʀ=0.15W，

又Pʀ=I²R

=[U/(R1+R)]²R

=(4.5)²×R/(30Ω+R)²，

所以(4.5)²×R/(30Ω+R)²=0.15W

整理得R²-75R+900=0，

解方程得R=15Ω或R=60Ω>50Ω(舍)，

故R=15Ω。

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