Question

如图所示电路,已知滑动变阻器R=2Ω(最大值为4W),定值电阻R0=6Ω,电源内阻r=1Ω,

如图所示电路，已知滑动变阻器R=2Ω（最大值为4W），定值电阻R0=6Ω，电源内阻r=1Ω，当K闭合时，电源功率P=16W，输出功率P出=12W，这时灯泡正常发光，求：
（1）灯泡电阻RL；（2）电源电动势ε；（3）断开K，并使灯泡正常发光R的电阻阻值应调至多大？

Answer 1

1、电源输出总电流：根据P=I²*R , I总=√((P-P出）/r)= =√((16-12）/1)=2A
2、电源电动势：E=P/I=16/2=8V
3、输出电压：U1=E-Ir=8-2*1=6v
4、定值电阻R0的电流：I0=U1/R0=6/6=1A
5、灯RL电流：IL=I总-I0=2-1=1A
6、灯RL电阻：RL=U1/IL-R=6/1-2=4欧

7、断开K，并使灯泡正常发光R的电阻阻值应调至多大？
这时：E=8V ,r=1 ,RL=4欧 求R=?
R=E / IL-r-RL= 8/1-1-4=3欧

结论：
（1）灯泡电阻RL=4欧；
（2）电源电动势E=8V；
（3）断开K，并使灯泡正常发光R的电阻阻值应调至3欧，
这时R的功率P′= I² *R=1*4=4W（在额定功率4W允许范围之内）

追问

为什么 I总=√((P-P出）/r)

追答

根据：电源功率P=16W 是电源消耗的总功率，输出功率P出=12W 是负载电阻及灯泡消耗的功率。
分析：以上两个功率之差就是电源内阻r消耗的功率Pr，Pr=P-P出
由：Pr=I²*r 所以：I=√((P-P出）/r ，这个电流也是总电流 I总