Question

高二物理选修3-1难题求解

如图所示电路，变阻器R1的最大阻值为4欧，此时它的有效电阻为2欧，定值电阻R2=6欧，电源的内阻r=1欧。当开关闭合时，电源的总功率为16瓦，输出功率为12瓦，这时灯泡正常发光。求：
（1）电灯的电阻；
（2）当开关断开时，要使灯仍然正常发光，R1的滑片应当移到什么位置？并求出此时的电源的输出功率和电源的效率？

Answer 1

1）因为当开关闭合时，电源的总功率为16瓦，输出功率为12瓦，即电源内部消耗功率为4瓦，电源内电阻为1欧，则有电功率的公式可得：I=根号下4/1=2A，所以外电路电阻为R并=12/（2*2）=3欧
所以，灯泡的电阻为：R灯=1/（1/3-1/6）-2=4欧。此时灯泡与R2的电流相等，都是1A！
2)由闭合回路欧姆定律可得：E=Ir+U=1*2+3*2=8V，若要灯泡正常发光，则需要电流I*=1A.
由欧姆定律可得：I*=E/（r+RL+Rx),所以Rx=E/I*-r-RL=8/1-1-4=8-5=3欧