题目内容
如图所示, 变阻器R1的最大电阻是4Ω,R2 = 6Ω, 电源内阻r =1Ω, 闭合S,使滑动头P滑到R1中点时, L恰能正常发光, 此时电源总功率为16W, 电源输出功率为12W. 求:(1) 灯电阻RL;
(2)断开S,要使灯仍正常发光,滑动头P应如何滑动, 并求该时候电源的输出功率.
(2)断开S,要使灯仍正常发光,滑动头P应如何滑动, 并求该时候电源的输出功率.
(1) 4Ω (2) 7W
(1)由闭合电路的功率关系得:P总=P出+P内 …………1分
又:P内=I2r,…………1分
解得电路中的总电流为:I=((P总-P出)/r)1/2=((16-12)/1)1/2=2A…………1分
由P总=IE解得电动势为: E=P总/I=16/2=8V…………1分
路端电压为:U=E-Ir=8-2×1=6V…………1分
流过R2的电流为:I2=U/R2=6/6=1A…………1分
流过R1、L的电流为:IL=I-I2=(2-1)=1A…………1分
R1上的电压为:U1=I1R1/2=1×2=2V…………1分
灯电阻为:RL=UL/IL=(U-U1)/IL=(6-2)/1=4Ω…………1分
(2)断开S后,由(1)问的解知,要使灯正常发光,
则流过灯的电流必为1A,灯两端的电压必为4V,…………1分
此时内阻上的电压为:Ur=ILr=1×1=1V…………1分
滑变电阻器上分得的电压为:U=E-UL-Ur=(8-4-1)=3V…………1分
滑变电阻器的阻值为:R=U/IL=3/1=3Ω,…………1分
所以滑变电阻器的阻值是增大了,其触头应向右移动。…………1分
此时电源的路端电压为:U端= UL+U=7V…………1分
电源的输出功率为:P出=ILU端=1×7=7W…………1分
又:P内=I2r,…………1分
解得电路中的总电流为:I=((P总-P出)/r)1/2=((16-12)/1)1/2=2A…………1分
由P总=IE解得电动势为: E=P总/I=16/2=8V…………1分
路端电压为:U=E-Ir=8-2×1=6V…………1分
流过R2的电流为:I2=U/R2=6/6=1A…………1分
流过R1、L的电流为:IL=I-I2=(2-1)=1A…………1分
R1上的电压为:U1=I1R1/2=1×2=2V…………1分
灯电阻为:RL=UL/IL=(U-U1)/IL=(6-2)/1=4Ω…………1分
(2)断开S后,由(1)问的解知,要使灯正常发光,
则流过灯的电流必为1A,灯两端的电压必为4V,…………1分
此时内阻上的电压为:Ur=ILr=1×1=1V…………1分
滑变电阻器上分得的电压为:U=E-UL-Ur=(8-4-1)=3V…………1分
滑变电阻器的阻值为:R=U/IL=3/1=3Ω,…………1分
所以滑变电阻器的阻值是增大了,其触头应向右移动。…………1分
此时电源的路端电压为:U端= UL+U=7V…………1分
电源的输出功率为:P出=ILU端=1×7=7W…………1分
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