在如图所示的电路中,灯泡L标有“6V??3W”字样,电源两端的电压和灯丝的电阻均保持不变.当开关S1、S2都断开时,滑动变阻器R的滑片P从b端滑到某一位置c时(图中未

发布时间:2020-07-29 06:50:40

在如图所示的电路中,灯泡L标有“6V??3W”字样,电源两端的电压和灯丝的电阻均保持不变.当开关S1、S2都断开时,滑动变阻器R的滑片P从b端滑到某一位置c时(图中未标出),滑动变阻器R接入电路的电阻减小6Ω,电流表示数变化了0.1?A,灯泡恰好正常发光.保持滑动变阻器滑片P的位置不变,闭合开关S1、S2,电流表示数又变化了1.5A.当开关S1、S2都闭合时,调节滑动变阻器滑片P的位置(滑片P不接触a端),电路消耗的总功率的最小值为________W.

网友回答

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解析分析:本题有4个过程,画出每一个过程的电路图.(1)当开关S1、S2都断开时,滑动变阻器在b端时,灯泡L和滑动变阻器的整个电阻Rab串联在电路中,电路电流为I甲,如图甲.(2)当开关S1、S2都断开时,滑动变阻器R的滑片P从b端滑到某一位置c时,如图乙.滑动变阻器Rab接入电路的电阻减小6Ω,电源电压不变,总电阻减小,电流增大,I乙=I甲+0.1A,此时灯泡正常工作,根据灯泡的额定电压和额定功率,求出乙图中的电流.可以求出甲图中的电流.根据甲乙两个过程的电源电压相等列出等式,求出滑动变阻器的最大阻值Rab、Rac、电源电压U.(3)保持滑动变阻器滑片P的位置不变,闭合开关S1、S2,灯泡被短路,R0与Rac并联,如图丙,总电阻减小,干路电流增大,干路电流为I丙=I乙+1.5A.由总电压和总电流求出总电阻,求出R0的电阻.(4)闭合开关S1、S2,R0与滑动变阻器并联,要使电路功率最小,电源电压一定,电路总电流最小,总电阻最大,R0是定值电阻,滑动变阻器连入电路的阻值最大时,电路总电阻最大,如图丁,求各支路电流,求总电流,求出消耗的最小功率.

解答:甲图:当开关S1、S2都断开时,灯泡L和滑动变阻器的整个电阻Rab串联在电路中,电路电流为I甲.乙图:当开关S1、S2都断开时,滑片滑到c处,灯泡L和滑动变阻器的Rac串联,电路电阻减小,电流增大,I乙=I甲+0.1A,此时灯泡正常工作,I乙===0.5A,I甲=I乙-0.1A=0.5A-0.1A=0.4A,灯泡电阻为:RL===12Ω,根据甲乙两个过程电源电压相等,所以,I甲R甲=I乙R乙,I甲(RL+Rab)=I乙(RL+Rac),I甲(RL+Rab)=I乙(RL+Rab-6Ω),0.4A×(12Ω+Rab)=0.5A×(12Ω+Rab-6Ω),所以,Rab=18Ω,Rac=12Ω,U=I甲(RL+Rab)=0.4A×(12Ω+18Ω)=12V.丙图:保持滑动变阻器滑片P的位置不变,闭合开关S1、S2,灯泡被短路,R0与Rac并联,总电阻减小,电源电压不变,总电流增大,I丙=I乙+1.5A=0.5A+1.5A=2A,所以,电路总电阻为:R丙===6Ω,R丙=,6Ω=,所以,R0=12Ω.丁图:当开关S1、S2都闭合时,R0与滑动变阻器并联,要使总功率最小,电源电压一定,电路总电流最小,总电阻最大,滑动变阻器电阻最大,电路总电阻最大,所以,R0与Rab并联,I0===1A,Iab===A,所以,I丁=I0+Iab=1A+A=A,P丁=UI丁=12V×A=20W.故
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