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如图所示电路 电源两端的电压保持不变.R1是定值电阻 其阻值是6Ω R2是滑动变阻器

时间:2022-01-30 08:01:15

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如图所示电路 电源两端的电压保持不变.R1是定值电阻 其阻值是6Ω R2是滑动变阻器

问题补充:

如图所示电路,电源两端的电压保持不变.R1是定值电阻,其阻值是6Ω,R2是滑动变阻器,小灯泡L的铭牌上标有“6V??3W”.当闭合开关S后,滑动变阻器的滑片P在a端时,灯泡恰好正常发光,此时定值电阻的功率是P1=1.5W;调节滑片P的位置使其位于b点时,灯泡的实际功率是PL′,定值电阻的功率是P1′,滑动变阻器的功率是Pb;再调节滑片P的位置使其位于c点时,灯泡的实际功率是PL″,定值电阻的功率是P1″,滑动变阻器的功率是Pc.

已知?P1′:P1″:P1=16:4:25,PL′:PL″=8:1,Pb:Pc=13:17.

求:(1)电源两端的电压,滑动变阻器分别在a端、b点、c点时电路中的电流Ia、Ib、Ic;

(2)滑动变阻器滑片P在b点和c点时,接入电路的电阻阻值Rb、Rc;

(3)灯泡的实际功率PL′和PL″各是多少.

答案:

解:(1)当滑动变阻器的滑片P位于a端时,小灯泡L与定值电阻R1串联,其等效电路如图所示

灯泡正常发光,其两端电压UL=6V,功率PL=3W

∴Ia===0.5A

R1两端电压U1===3V

根据欧姆定律,

此时灯丝的电阻RL===12Ω????????

电源两端的电压U=U?L+U1=6V+3V=9V???????????

当滑动变阻器的滑片P位于b点、c点时,小灯泡L、滑动变阻器与定值电阻R1串联,其等效电路分别如图所示

由P=I2?R可得:

P1′:P1″:P1=(Ib2?R1):(Ic2?R1):(Ia2?R1?)=Ib2:Ic2:Ia2=16:4:25

∴Ib:Ic:Ia=4:2:5

∴Ib===0.4A

Ic===0.2A;????????????????????????

(2)根据P=I2?R可得:PL′:PL″=(?Ib2?RL′):(Ic2?RL″)=8:1

∴[(0.4A)2?RL′]:[(0.2A)2?RL″]=8:1

得到:RL′=2?RL″---------------------------①

同理,Pb:Pc=(Ib2?Rb):(Ic2?Rc?)=13:17,

∴[(0.4A)2?Rb]:[(0.2A)2?Rc]=13:1

得到:Rb=-----------------------------②

根据欧姆定律和串联电路特点

RL′+6Ω+Rb==22.5Ω,

∴RL′+Rb=16.5Ω----------------------------③

RL″+6Ω+Rc==45Ω,

∴RL″+Rc=39Ω------------------------------④

由①②③④四式联立,解出

Rb=6.5Ω,Rc=34Ω,

RL′=10Ω,RL″=5Ω??????

(3)PL′=Ib2?RL′=(0.4A)2×10Ω=1.6W

PL″=Ic2?RL″=(0.2A)2×5Ω=0.2W?????

答:(1)电源两端的电压,滑动变阻器分别在a端、b点、c点时电路中的电流分别为0.5A、0.4A、0.2A;

(2)滑动变阻器滑片P在b点和c点时,接入电路的电阻阻值Rb、Rc分别为6.5Ω、34Ω;

(3)灯泡的实际功率PL′和PL″各是1.6W、0.2W.

解析分析:(1)由小灯泡正常发光可知灯泡中电压,由欧姆定律可求得电源电压和电路中的电流Ia;然后根据P1′:P1∥:P1=16:4:25得出电流Ia、Ib、Ic的关系,即可根据已求出的电流Ia得到电流Ib、Ic的值;

(2)由功率公式和已知的功率比值,分别求出滑动变阻器分别在b点、c点时的灯泡和滑动变阻器上的阻值关系式,然后解联立方程即可;

(3)利用已求的灯泡的阻值和电流值,根据功率公式即可求出滑动变阻器分别在b点、c点时灯泡的实际功率.

点评:解答本题应明确以下几点:(1)正常工作时电压和功率即为额定电压和额定功率;

(2)根据已知功率比值列出包含所求物理量的关系式,然后逐个解答,本题是一道很难的题目;

(3)本题中需注意灯泡的阻值是变化的.

如图所示电路 电源两端的电压保持不变.R1是定值电阻 其阻值是6Ω R2是滑动变阻器 小灯泡L的铭牌上标有“6V??3W”.当闭合开关S后 滑动变阻器的滑片P在a端时

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