如图所示的电路中,已知R0=8Ω,灯泡L标有“2V??1W”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,滑动变阻器的滑片P从b端滑到某一位置

发布时间:2020-08-10 18:41:44

如图所示的电路中,已知R0=8Ω,灯泡L标有“2V??1W”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,滑动变阻器的滑片P从b端滑到某一位置,滑动变阻器接入电路的电阻减小了4Ω,电流表示数变化了0.1A,灯泡恰好正常发光.通过调节开关通断和变阻器滑片的位置(滑片P在中点和b之间滑动),可改就电路消耗的总功率,则此过程中电路消耗总功率的最大差值是________W.

网友回答

12.8
解析分析:设滑动变阻器的滑片P从b端滑到某一位置,该位置为c,然后画出三种情况的等效电路图:
(1)滑动变阻器Rab接入电路的电阻减小4Ω,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.
(2)分析电路可知,当开关S1、S2都闭合时,R0与Rab并联,并且滑片在中点时,电路消耗的总功率最大;当开关S1、S2都断开,滑片在b端时,电路中的电流最小,电路消耗的总功率最小;根据P=UI分别求出最大功率和最小功率,即可求出电路消耗总功率的最大差值.

解答: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,如图甲所示.
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,如图乙所示.

(1)图乙中:
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===4Ω,
∵电源的电压不变,
∴I甲R甲=I乙R乙,
I甲(RL+Rab)=I乙(RL+Rac),
I甲(RL+Rab)=I乙(RL+Rab-4Ω),
0.4A×(4Ω+Rab)=0.5A×(4Ω+Rab-4Ω),
所以,Rab=16Ω,
U=I甲(RL+Rab)=0.4A×(4Ω+16Ω)=8V.
(2)当开关S1、S2都闭合时,R0与Rab并联,滑片在中点时,电路消耗的总功率最大,
电路中的总电流I=I0+I中点=+=+=2A,
电路消耗的最大功率P=UI=8V×2A=16W;
当开关S1、S2都断开,滑片在b端时,电路中的电流最小,电路消耗的总功率最小,
电路消耗的最大功率P=UI′=8V×=3.2W;则
此过程中电路消耗总功率的最大差值为16W-3.2W=12.8W.
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