两个用电器的额定电压都是6V,额定电流分别为0.1A和0.3A.(1)把这两个用电器并联后接在电压为8V的电路中,要使它们都能正常工作,应附加多大的电阻,怎样连接(画电路图计算说明),该电阻的功率至少需多大?(2)如果把它们串联后接在12V的电路上,要使它们都正常工作应该怎样做(画电路图计算说明)?并计算电路的总功率.

问题描述:

两个用电器的额定电压都是6V,额定电流分别为0.1A和0.3A.
(1)把这两个用电器并联后接在电压为8V的电路中,要使它们都能正常工作,应附加多大的电阻,怎样连接(画电路图计算说明),该电阻的功率至少需多大?
(2)如果把它们串联后接在12V的电路上,要使它们都正常工作应该怎样做(画电路图计算说明)?并计算电路的总功率.

(1)把这两个用电器并联后接在电压为8V的电路中,要使它们都能正常工作,应在串联一电阻Rx,电路图如图一所示;
由串联电路的特点知:串联电阻电压URx=U-U用电器=8V-6V=2V,
由并联电路特点知,电路电流I=IRx=I1+I2=0.1A+0.3A=0.4A,
串联电阻Rx的阻值Rx=

UX
IX
=
2V
0.4A
=5Ω;
串联电阻的功率PRx=URxIRx=2V×0.4A=0.8W.
答:要使用电器正常工作,电路中应串联一个电阻,电路图如图一所示,Rx=5Ω,该电阻消耗的功率为0.8W;
(2)如果把它们串联后接在12V的电路上,要使它们都正常工作,应在额定电流为0.1A的用电器两端并联一个分流电阻Rx,如图二所示;
通过并联电阻的电流IRX=I2-I1=0.3A-0.1A=0.2A,
并联电阻阻值Rx=
URX
IRX
=
U1
IRX
=
6V
0.2A
=30Ω,
电路的总功率P=UI2=12×0.3A=3.6W;
答:要使用电器正常工作,应给第一个用电器并联一个电阻,
电路图如图二所示,并联电阻阻值Rx=30Ω,电路总功率是3.6W.
答案解析:(1)电路电压大于用电器的额定电压,要使用电器正常工作,在电路中应串联一个分压电阻,
根据串并联电路的特点及欧姆定律可求出串联电阻的阻值,由功率公式P=I2R可求出电阻功率;
(2)两用电器串联在电路中,要保证两用电器都正常工作,则应给额定电流小的用电器并联一个分流电阻,
由功率公式P=UI可求出电路的功率.
考试点:欧姆定律的应用;电功率的计算.
知识点:本题考查了串并联电路的特点、欧姆定律、功率公式、电路设计,对学生来说电路设计有一定的难度;熟练掌握串并联电路的特点,设计出能保证用电器正常工作的电路是正确解题的前提与基础.