《2025年同步测控优化设计九年级物理全一册人教版》

- 典例分析1(2024·重庆中考A卷)图甲是同学们自制的调光小台灯,图乙是台灯的电路原理图。电源电压为3V,R是调节亮度的变阻器接入电路的阻值,其最大阻值为10Ω。灯L标有“2.5V 0.5W”字样。忽略温度对电阻的影响。
求灯L正常发光时的电阻。

灯L正常发光时,求变阻器工作10min产生的热量。
电源电压降为2.7V后,求灯L的最小实际电功率。

答案： 【典例分析1】
(1)12.5Ω
(2)60 J
(3)0.18 W
解析
(1)灯L正常发光时的电流$I_{额}=\frac{P_{额}}{U_{额}}=\frac{0.5\ W}{2.5\ V}=0.2\ A$
灯L正常发光时的电阻$R_{L}=\frac{U_{额}}{I_{额}}=\frac{2.5\ V}{0.2\ A}=12.5\ \Omega$。
(2)通过变阻器的电流$I_{R}=I_{额}=0.2\ A$
变阻器两端的电压$U_{R}=U-U_{额}=3\ V-2.5\ V=0.5\ V$
变阻器工作10 min产生的热量$Q_{R}=W_{R}=U_{R}I_{R}t=0.5\ V×0.2\ A×10×60\ s=60\ J$。
(3)电源电压降为$U'=2.7\ V$后,当变阻器接入电路的阻值最大时,电路中的电流最小,此时灯的实际功率最小,电路中的最小电流$I_{小}=\frac{U'}{R_{总大}}=\frac{2.7\ V}{10\ \Omega+12.5\ \Omega}=0.12\ A$
灯L的最小实际电功率$P_{L小}=I_{小}^{2}R_{L}=(0.12\ A)^{2}×12.5\ \Omega=0.18\ W$。