如题所示,电源电压恒定不变,电阻R1的阻值为30Ω,小灯泡L标有9V 4.5W的字样。只闭合开关? 30
1)只闭合开关S(红线回路),滑动变阻器的滑片P移至最右端时,R2=0,实际是只有一个负载(灯泡)与电源连接,所以得电源电压 Us = 9V;
2)闭合开关S,S1,S2 时,灯泡被短路了,
而滑片P移至最左端时,R2>0,实际是 R1并联R2后(R=R1//R2)与电源连接;
功率:Po=Us*Us/R=8.1(W);解得R,同时得R2;
3)只闭合开关S(红线回路),移动滑片P对应电阻值 Ra(<R2);
灯泡电阻 Rd = 9*9/4.5;
因此回路电流 I = Us/(Ra+Rd) ----(1);
Ra*I*I = 1(W)---- (2);
解方程得:Ra,I;
那么此时的灯泡消耗功率 = I*I*Rd;
;
电路图如下所示:
R1=30欧,U额=9V,P额=4.5w
①只闭合S,滑片移至最右端,变阻器接入电路的电阻R2=0,电路中只有灯泡L,这时电源电压=灯泡两端电压。灯泡正常发光说明它的两端电压=U额=9Ⅴ,所以电源电压U=U额=9V。
②闭合S,S1S2时灯泡被S2短路,滑片移至最左端变阻器接入电路的阻值为最大值,它与R1并联。消耗的总功率P总=8.1w,总电流I=P总/U=8.1/9=0.9A。通过R1的电流I1=U1/R1=9/30=0.3A,通过变阻器的电流I2=I-I1=0.9-0.3=0.6A
R2=U2/I2=9/0.6=15欧。
灯泡电阻R灯=9²/4.5=18欧
根据串联电路I=I1=I2,P=I²R有:
U/(R灯+R2)=√P2/R2
9/(18+R2)=√1/R2
两边同时平方
81/(18²+36R2+R2²)=1/R2
R2²-45R2+324=0
(R2-9)(R2-36)=0
R2=9,RZ=36(舍去)
√P2/R2=√P灯/R灯
√1/9=√P灯/18
P灯=18/9=2W。