践行者初中物理电学典题详解∶电功与电功率压轴培优题型训练⑴

志专践行者 2024-09-26 19:05:00

389.如图所示,电源电压为12V,且保持不变,已知滑动变阻器R1的最大值为24Ω,定值电阻R0为20Ω,小灯泡上标有“8V 4W”字样.求

⑴灯泡的电阻和正常工作时的电流各是多少?

⑵S闭合,S1、S2都断开时,要使灯泡正常发光,滑动变阻器接入电路中的阻值为多大?

⑶S、S1、S2都闭合时,调节滑动变阻器滑片到何处时,整个电路消耗的总功率最小?这个最小功率是多少?

解析:⑴由题意可知:小灯泡上标有“8V 4W”字样,则可知UL额=8V,PL额=4W,

所以RL=(UL额)²/PL额

=(8V)²/4W

=16Ω;

IL额=PL额/UL额

=4W/8V

=0.5A;

⑵当只闭合S时:

2.1分析电路图可知:

①R1与L串联,

②A测量电路中的电流I;

2.2由题意可知:

①U=12V,

②要使灯泡正常发光,

则需I=IL额=0.5A,

UL=UL额=8V,

则U1=U-UL

=12V-8V

=4V,

所以R1=U1/I

=4V/0.5A

=8Ω;

⑶S、S1、S2都闭合时:

3.1分析电路图可知:

①L短路,R0与R1并联,

②A测干路电流I';

2.2由题意可知:

①U=12V,

②R1max=24Ω,

③R0=20Ω,

欲使整个电路消耗的总功率P最小,

只需电路中的电流I'最小,

只需R1最大,

则I'min=U/R0+U/R1max

=12V/20Ω+12V/24Ω

=0.6A+0.5A

=1.1A,

所以P=UI'min

=12V×1.1A

=13.2W。

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