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瓦;电源可以产生的最小电功率为12
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瓦.分析:由电路图可知,圆环中上部分圆弧电阻和下部分圆弧电阻并联,然后与R串联;
(1)根据电阻的串联和欧姆定律表示出电路中的电流,根据P=I2R表示出圆环可以产生的电功率,借助于数学中的不等式关系得出最大功率;
(2)当圆环的电阻最大时,电源产生的电功率最小,先求出圆环的最大电阻,再根据电阻的串联和P=
求出其最小电功率.
(1)根据电阻的串联和欧姆定律表示出电路中的电流,根据P=I2R表示出圆环可以产生的电功率,借助于数学中的不等式关系得出最大功率;
(2)当圆环的电阻最大时,电源产生的电功率最小,先求出圆环的最大电阻,再根据电阻的串联和P=
| U2 |
| R |
解答:解:(1)由电路图可知,圆环中上部分圆弧电阻R1和下部分圆弧电阻R2并联,然后与R串联;
电路中的电流:
I=
圆环可以产生的电功率:
P环=I2R环=(
)2×R环=
∵R2+R环2≥2RR环,
∴P环≤
=
=
=9W,
即当R环=R=1Ω时,圆环可以产生的最大电功率为9W;
(2)当圆环的电阻最大时,电源产生的电功率最小,
R1和R2并联,且R1+R2=8Ω
要使R环最大,必须保证R1,R2相差最小
即R1=R2=4Ω时,此时R环=
=
=2Ω,
电源可以产生的最小电功率:
Pmin=
=
=12W.
故答案为:9;12.
电路中的电流:
I=
| U |
| R+R环 |
圆环可以产生的电功率:
P环=I2R环=(
| U |
| R+R环 |
| U2R环 |
| R2+R2环+2RR环 |
∵R2+R环2≥2RR环,
∴P环≤
| U2R环 |
| 2RR环+2RR环 |
| U2 |
| 4R |
| (6V)2 |
| 4×1Ω |
即当R环=R=1Ω时,圆环可以产生的最大电功率为9W;
(2)当圆环的电阻最大时,电源产生的电功率最小,
R1和R2并联,且R1+R2=8Ω
要使R环最大,必须保证R1,R2相差最小
即R1=R2=4Ω时,此时R环=
| R1R2 |
| R1+R2 |
| 4Ω×4Ω |
| 4Ω+4Ω |
电源可以产生的最小电功率:
Pmin=
| U2 |
| R+R环 |
| (6V)2 |
| 1Ω+2Ω |
故答案为:9;12.
点评:本题考查了欧姆定律电功率公式的灵活运用,关键是会判断电路的连接方式,难点是利用数学方法得出圆环产生的最大功率和并联电阻的最大值.
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