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物理必考如图电路.小灯泡L1.L2分别标有“6V 6W .“6V 3

更新时间:2024-01-19 文章作者: 信息来源: 阅读次数:

如图电路,小灯泡L1、L2分别标有“6V 6W”、“6V 3W”的字样,电源电压为8V,内阻r为1Ω.滑动变阻器R的最大阻值为20Ω.(忽略温度对灯丝电阻的影响)试求:Ib1物理好资源网(原物理ok网)

(1)当滑动变阻器和开关各处于什么状态,电路消耗的总功率最小,最小值为多少?Ib1物理好资源网(原物理ok网)

(2)当滑动变阻器和开关各处于什么状态,电路消耗的总功率最大,最大值是多少?

试题答案

解:根据P=UI可得,灯泡的额的电流分别为:Ib1物理好资源网(原物理ok网)

IL1===1A,IL2===0.5A,Ib1物理好资源网(原物理ok网)

根据欧姆定律可得,两灯泡的电阻分别为:Ib1物理好资源网(原物理ok网)

RL1===6Ω,RL2===12Ω;Ib1物理好资源网(原物理ok网)

(1)当滑动变阻器的滑片P位于最右端最大阻值处且开关S2闭合、S1断开时,电路中的总电阻最大,电路消耗的总功率最小,Ib1物理好资源网(原物理ok网)

∵串联电路中总电阻等于各分电阻之和,Ib1物理好资源网(原物理ok网)

∴电路消耗的最小总功率:Ib1物理好资源网(原物理ok网)

P==≈1.94W;Ib1物理好资源网(原物理ok网)

(2)两灯泡正常发光时,并联部分的电压U=6V,Ib1物理好资源网(原物理ok网)

∵串联电路中总电压等于各分电压之和,Ib1物理好资源网(原物理ok网)

∴电源的内阻和滑动变阻器分得的电压U′=U-U=8V-6V=2V,Ib1物理好资源网(原物理ok网)

∵此时两灯泡正常发光,且并联电路中干路电流等于各支路电流之和,Ib1物理好资源网(原物理ok网)

∴电路中的总电流I=IL1+IL2=1A+0.5A=1.5A,Ib1物理好资源网(原物理ok网)

电源的内阻和滑动变阻器接入电路的电阻之和:Ib1物理好资源网(原物理ok网)

R′===Ω,Ib1物理好资源网(原物理ok网)

∵串联电路中总电阻等于各分电阻之和,Ib1物理好资源网(原物理ok网)

∴滑动变阻器接入电路的电阻R=R′-r=Ω-1Ω=Ω,Ib1物理好资源网(原物理ok网)

∴当滑动变阻器接入电路的电阻为Ω且开关S1、S1均闭合时,电路消耗的电功率最大,Ib1物理好资源网(原物理ok网)

最大为P=UI=8V×1.5A=12W.Ib1物理好资源网(原物理ok网)

答:(1)当滑动变阻器的滑片P位于最右端且开关S2闭合、S1断开时,电路消耗的总功率最小,最小约为1.94W;Ib1物理好资源网(原物理ok网)

(2)当滑动变阻器接入电路的电阻为Ω且开关S1、S1均闭合时,电路消耗的电功率最大,最大为12W.Ib1物理好资源网(原物理ok网)

试题解析

知道灯泡的额定电压和额定功率,根据P=UI求出两灯泡的额的电流,根据欧姆定律求出两灯泡的电阻;Ib1物理好资源网(原物理ok网)

(1)根据P=可知,当电路中的电阻最大时,电路的总功率最小,由电路图可知当电源的内阻与滑动变阻器的最大阻值以及灯泡L2串联时电路中的电阻最大,根据电阻的串联特点和欧姆定律求出其大小;Ib1物理好资源网(原物理ok网)

(2)根据P=UI可知,当电路中的电流最大时,电路消耗的总功率最大,由电路图可知调节滑动变阻器使并联部分部分的电压为6V时,电路中的电流最大,根据串联电路的电压特点求出电源的内阻和滑动变阻器分得的电压,再根据并联电路的电流特点求出电路中的电流,利用欧姆定律和电阻的串联即可求出此时滑动变阻器接入电路中的电阻,利用P=UI求出电路消耗的最大电功率.Ib1物理好资源网(原物理ok网)

点评:本题考查了串联电路和并联电路的特点以及欧姆定律、电功率公式的灵活应用,关键是电功率公式的灵活应用和电路最大、最小电功率的判断.Ib1物理好资源网(原物理ok网)

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